本发明专利技术公开了一种钛基颗粒状催化剂及其制备方法和应用，按重量份比为：Ｖ２Ｏ５?１－３份、ＷＯ３?１－７份、ＭｏＯ３?１－７份、ＴｉＯ２载体８３－９７份，将偏钒酸铵、钨酸铵及钼酸铵、ＴｉＯ２粉末加入到草酸溶液中，搅拌均匀使其全部溶解；然后蒸干溶液并在烘箱中干燥，在电阻炉中焙烧制得；所述催化剂用于烟气ＳＣＲ脱硝技术中。本发明专利技术催化剂成分简单，因此便于制作，而且降低了其他活性成分对主要活性成分钒的影响，利用浸渍法制作催化剂，使得制作的催化剂中活性成分能够均匀地分布于催化剂颗粒表面，催化剂的使用效率高，脱硝反应活性高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钛基颗粒状催化剂，特别涉及一种钛基钒钨钼催化剂及其制备方 法和应用，属于化工材料领域。
技术介绍
随着《火电厂大气污染物控制排放标准》和《大气污染防治法》的颁布实施，我国对 NOx排放的控制日趋严格。自2010年起，预计将至少有2亿kW容量的火电厂燃煤锅炉机组 需要建设脱硝系统。选择性催化还原脱硝技术(简称SCR技术)，是借助于催化剂的作用， 利用还原剂(如氨气和尿素)选择性地还原NOx，使其生成氮气和水，降低锅炉烟气中的NOx 排放浓度。目前SCR脱硝技术用催化剂基本为外国进口技术，我国在SCR脱硝用催化剂研 究方面处于起步阶段，尚无成型催化剂进入工业应用阶段目前报道的研制催化剂的方法很多，催化剂中载体种类和活性成分种类也很多。 对于负载型催化剂，活性成分种类多，活性成分之间往往容易互相影响，很难给出活性最好 的催化剂活性成分配比，而且制作困难，增加了催化剂的制作成本和原料成本。现有的负 载型钛基催化剂的制备方法，多通过粘结剂或粘结涂层的方式结合然后烧结而成(参见 CN101485974A)，工艺复杂，成本较高，而且由于粘结剂或粘结涂层的膨胀系数与基体材料 的膨胀系数不一样，经常导致催化剂破裂或涂层脱落，导致催化剂催化活性降低。对于用一 般方法制备的催化剂，由于活性成分钒钨钼的制剂不易溶于水，导致催化剂制作困难，制作 成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钛基颗粒状催化剂及其制备方法和应用。该种催化剂成 本低、效率好、制备方法简单。本专利技术采取的技术方案为一种钛基颗粒状催化剂，它以TiO2为载体，活性成分为V205、W03和MoO3，各组分的 重量份比为=V2O5 1-3 份，WO3 1-7 份，MoO3 1-7 份，TiO2 载体 83-97 份。一种钛基颗粒状催化剂的制备方法，包括如下步骤(1)用分析纯草酸(浓度彡99. 5% )与去离子水配成草酸溶液，按焙烧好后催化 剂活性成分的含量计算偏钒酸铵、钨酸铵、钼酸铵的用量，将偏钒酸铵、钨酸铵及钼酸铵加 入到草酸溶液中，搅拌均勻使其全部溶解；(2)按焙烧好后催化剂中载体TiO2的含量取TiO2粉末加入溶液中，搅拌均勻；(3)蒸干溶液并在烘箱中干燥，在电阻炉中焙烧制得颗粒状催化剂。所述的钛基颗粒状催化剂的制备方法，所述的草酸用量为总药品质量(偏钒酸 铵、钨酸铵、钼酸铵、二氧化钛质量之和)的4. 5%，草酸溶液pH为3 ；偏钒酸铵、钨酸铵、钼 酸铵、TiO2粉末的用量以质量份比V2O5 1-3份，WO3 1-7份，MoO3 1-7份，Ti028 3_97份计算。所述的钛基颗粒状催化剂的制备方法，步骤(3)所述的蒸干为在80-90°C下恒温水浴蒸干；所述的干燥在105-110°C下干燥24小时；所述的焙烧在500°C下烧4小时。将催化剂用30目、60目的分样筛筛分，得到粒径为0. 25mm 0. 6mm的颗粒状催化剂。 所述的钛基颗粒状催化剂在烟气SCR脱硝技术中的应用。将制得的颗粒状催化剂用于SCR脱硝试验，在固定床反应器上测试催化剂的反应 活性。图1是颗粒状催化剂活性试验台示意图。如图所示，试验台主要由气瓶、气体混合器、 控温装置、管式固定床反应器、流量计及连接管路等组成。管式固定床反应器由不锈钢钢管制成，是一种积分反应器，气体由上向下通入，以 防止催化剂床层因气流的流动而松动。不锈钢钢管长900mm，内径为15mm，外径为18mm，钢 管两头有管螺纹，便于和其它元件进行螺纹连接。钢管外面是加热装置，采用电炉丝做为加 热元件，通过温控仪控制加热程度，催化剂通过120目的金属网固定在反应器中需要的位置。催化剂活性测试的参数范围为空速6000-12000/h，NOx初始浓度为300-600ppm， 反应温度为150-450 °C，氨氮比为1.0-1. 1。在空速为8000/h上下、NOx初始浓度为 300-600ppm,反应温度在250-350°C范围内时，所研制的颗粒状催化剂脱硝效率达到90 % 以上。本专利技术的有益效果是催化剂成分简单，因此便于制作，而且降低了其他活性成分对主要活性成分钒的 影响。利用浸渍法制作催化剂，把草酸和去离子水配成草酸溶液，将活性成分的化合物溶于 草酸溶液中，催化剂的活性成分和载体成分混合均勻，使得制作的催化剂中活性成分能够 均勻地分布于催化剂颗粒表面，催化剂的使用效率高，脱硝反应活性高。附图说明图1为粉末催化剂活性测试试验台示意图；图2为不同成分催化剂活性与反应温度关系。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步阐述本专利技术中所制作的颗粒状催化剂根据所含活性成分的含量进行标号。例如Vl表 示催化剂中V的质量分数为1%，V1-W2表示催化剂中V的质量分数为1%、W的质量分数为 2%。减去催化剂活性成分含量剩余含量为TiO2含量。实施例1本实施例制作颗粒状Vl-W3-Mo7催化剂，并在固定床实验台上测试其脱硝反应活 性。称取所需量草酸与去离子水配成草酸溶液，在70°C水浴中加热搅拌，将溶液的PH值调 整到2 3，此过程需草酸量为总药品含量的4. 5%。按焙烧好后催化剂中活性成分V、W、Mo 的含量分别为1%、3%、7%计算偏钒酸铵、钨酸铵、钼酸铵的用量，依次称取偏钒酸铵、钨 酸铵及钼酸铵加入到草酸溶液中，并搅拌均勻，使每次加入的成分全部溶解；称取所需量的 TiO2加入溶液中，持续搅拌，在80°C恒温水浴中蒸干溶液，再在烘箱中105°C的环境下干燥 24小时，取出放入坩埚，然后在电阻炉中在500°C下焙烧4小时即得催化剂，各种活性成分在焙烧过程中分解，形成V、W、Mo的氧化物，成为Vl-W3-Mo7催化剂。用30目、60目的分样筛筛分所得催化剂，得到粒径为0. 25mm 0. 6mm的颗粒状催化剂，用于活性试验，在反应温 度为250-350°C、氨氮比为1 1、空速为8000/h条件下，催化剂的脱硝效率达到90-95%。实施例2本实施例制作颗粒状Vl-W7_Mo3催化剂，制作方法与实施例1相同，但配置溶液所 需的偏钒酸铵、钨酸铵、钼酸铵的用量不同，按焙烧好后催化剂中活性成分V、W、Mo的含量 分别为1%、7%、3%计算偏钒酸铵、钨酸铵、钼酸铵的用量，加入到草酸溶液中以制备催化 剂Vl-W7-Mo3。Vl-W7-Mo3颗粒状催化剂在反应温度为250-350°C、氨氮比为1 1、空速为 8000/h条件下，催化剂的脱硝效率达到93-98%。实施例3本实施例制作颗粒状Vl-W5_Mo5催化剂，制作方法与实施例1相同，但配置溶液所 需的偏钒酸铵、钨酸铵、钼酸铵的用量不同，按焙烧好后催化剂中活性成分V、W、Mo的含量 分别为1%、5%、5%计算偏钒酸铵、钨酸铵、钼酸铵的用量，加入到草酸溶液中以制备催化 剂Vl-W5-Mo5。Vl-W5-Mo5颗粒状催化剂在反应温度为250-350°C、氨氮比为1 1、空速为 8000/h条件下，催化剂的脱硝效率达到90-98%。三种成分的催化剂催化活性都随反应温度而变，催化活性与反应温度关系如图2 所示。权利要求一种钛基颗粒状催化剂，其特征是，它以TiO2为载体，活性成分为V2O5、WO3和MoO3，各组分的重量份比为V2O5 1 3份，WO3 1 7份，MoO3 1 7本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王学栋，丁立新，郝卫东，王学同，郑威，
申请(专利权)人：山东电力研究院，
类型：发明
国别省市：88
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。