CN101204650A - 一种烟气脱硝的铈钛复合氧化物催化剂 - Google Patents

一种烟气脱硝的铈钛复合氧化物催化剂 Download PDF

Info

Publication number
CN101204650A
CN101204650A CNA2006101654304A CN200610165430A CN101204650A CN 101204650 A CN101204650 A CN 101204650A CN A2006101654304 A CNA2006101654304 A CN A2006101654304A CN 200610165430 A CN200610165430 A CN 200610165430A CN 101204650 A CN101204650 A CN 101204650A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
cerium
oxide
nitrogen
reducing agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006101654304A
Other languages
English (en)
Inventor
贺泓
徐文青
张长斌
余运波
王少莘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Original Assignee
Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS filed Critical Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority to CNA2006101654304A priority Critical patent/CN101204650A/zh
Publication of CN101204650A publication Critical patent/CN101204650A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明涉及用于烟气脱硝中选择性催化还原(SCR)NOx的一种铈钛复合氧化物催化剂制备方法及其应用。本催化剂主要组成为氧化铈及二氧化钛,由浸渍法或共沉淀法制备得到,可以在一定温度下以氨气或尿素为还原剂,将氮氧化物选择性催化还原为氮气和水。适用尾气来源包括各种机动车发动机和燃煤电厂的固定燃烧装置。净化方法是,将催化剂置于尾气管道途中,在催化剂的上游喷入还原剂氨气或尿素与尾气混合,使混合气在250-450℃范围内和催化剂接触,从而使氮氧化物还原为氮气和水。

Description

一种烟气脱硝的铈钛复合氧化物催化剂
技术领域
本发明涉及一种烟气脱硝的铈钛复合氧化物催化剂制备方法及其应用。该催化剂可以在250-450℃范围内将氮氧化物选择性地还原为氮气和水。
背景技术
随着能源消费的持续增长,以燃煤锅炉为主的固定源消耗大量化石燃料,排放到大气中的氮氧化物(NOx)等致酸物质的污染程度不断加剧。NOx是引起酸雨、光化学烟雾等破坏地球生态环境和损害人体健康的主要污染物,由此引起的问题已经与臭氧层破坏、全球气候变化一起成为最为突出的大气环境热点问题。正是如此,固定源NOx的排放控制技术一直是各个国家的关注重点。固定源NOx控制主要有两种途径,即燃烧过程NOx控制技术和烟气后处理技术。固定源燃烧过程控制技术包括两段燃烧法、烟气再循环法、NOx炉内还原法、设计低NOx燃烧炉、使用低氮燃料等。但是,仅采用燃烧过程控制技术难以满足日趋严格的排放法规。因此,固定源烟气脱硝(氮)技术即烟气后处理技术成为减少固定源NOx排放的关键。
目前,选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)是国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术。其原理是通过添加合适的还原剂将NOx选择性还原为无害的N2而释放。根据还原剂的不同可分为氨选择性催化还原NOx(NH3-SCR)和碳氢化合物选择性催化还原NOx(HC-SCR)技术;其中,NH3-SCR技术是固定源烟气脱硝的主流技术,在国外已得到广泛应用。SCR技术的关键是开发高效稳定的催化剂,以适用于高硫、高尘为主要特征的应用环境。目前,工业化应用的SCR催化剂,多以TiO2为载体,再负载上一定量的V2O5、WO3或MoO3等组分,该类催化剂具有较高的脱硝活性,而且有较好的抗SO2和H2O性能。但该技术在实际应用中仍存在一些问题:一是操作温度必须高于350℃,由于催化剂床层一般装在脱硫装置和除尘器之前,因此容易造成SO2和粉尘对催化剂的毒化和堵塞;二是活性组分V本身也是一种有毒物质。
为了适应我国大多数工业锅炉和电厂排烟温度的要求,大力发展中低温(100-350℃)高活性,同时具备良好选择性和抗硫性的SCR催化剂是十分必要的。文献美国专利US4925825中提出了一种以氨为还原剂,催化还原氮氧化物的方法,使用的催化剂以V2O5-MoO3-TiO2为活性组分,在350℃下,NO 300ppm,NH3 360ppm的条件下,NO的初始转化率可达90%以上。文献中国专利CN 1443595A公开了一种在氧化铝载体上负载铜和锰氧化物,催化氨选择性还原氮氧化物的催化剂。该催化剂以2-15wt%铜的氧化物和1-8wt%锰的氧化物为主要活性组分,并负载在球形γ-氧化铝载体上,还负载了0.1-10wt%银,镍,铁,钴中的至少一种氧化物。当NH3/NO≈1时,300℃时NOx的转化率可以达到95%以上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服以往报道的催化剂在中低温条件下活性较差或者具备一定中低温活性,但选择性和抗硫性较差的缺陷,提供一种铈钛复合氧化物催化剂的制备方法及在烟气脱硝中的应用。可应用于机动或固定燃烧装置包括各种机动车发动机和燃煤电厂燃烧尾气中氮氧化物的净化。使用时置于尾气管道途中,在催化剂的上游喷入还原剂和尾气混合,还原剂采用氨气或尿素,还原剂用量为尾气中氮氧化物的0.8-1.2倍,275℃可以将氮氧化物转化为氮气和水,转化率达95%以上,同时具备很高的选择性和抗硫抗水性能,不需要复杂的附属设备和外在条件。该催化剂使用简单易得的金属硝酸盐为原料,制备方法简单。
本发明催化剂主要组成为氧化铈及二氧化钛,其中铈的含量为二氧化钛重量的2-50%,二氧化钛呈锐钛矿晶型,比表面积为一百平方米/克或更大。
本发明的催化剂采用浸渍法或共沉淀法制备。浸渍法为:取一定量六水合硝酸铈溶于水溶液中,加入相应重量的二氧化钛,超声分散10min后再继续搅拌1h,然后在70℃旋转蒸干,再置于120℃烘箱烘干过夜,最后于400-600℃空气中焙烧3-5小时;共沉淀法为:以六水合硝酸铈和四氯化钛为原料,按照一定的重量比,直接混合配制铈钛溶液,在铈钛混合溶液中加入质量百分比为2%-20%氨水,控制pH值在9-11,混合搅拌4h,然后老化24h,再抽滤,滤饼经由去离子水洗涤及分离后得到固体物质,然后置于120℃烘箱烘干过夜,最后于400-600℃空气中焙烧3-5小时。
本发明制备过程简单,操作方便。同现有技术相比,本发明具有如下优点:
1.本发明的催化剂选用普通稀土元素铈氧化物为活性成分,制备原料低廉易得,使用条件简单。
2.本发明的催化剂在275℃的条件下就可以催化氨选择性还原氮氧化物为无害的氮气和水。转化率可以达到95%以上,选择性达到100%,并且有很好的抗SO2和H2O中毒能力。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明,列举以下实施例,但其对本发明的范围无任何限制。
实施例1
称取0.248g六水合硝酸铈溶于水溶液中,称取4.000g二氧化钛浸渍其中。超声分散10min后继续搅拌1h。然后在70℃旋转蒸干,于120℃烘干过夜,500℃空气中焙烧5h得到催化剂1。改变六水合硝酸铈的质量为0.620g,1.240g,2.479g,6.198g,二氧化钛用量不变,同样方法制得不同铈含量的催化剂2,3,4,5。最后筛分成20~40目大小颗粒备用。五个催化剂的铈含量分别为:2%,5%,10%,20%,50%。
实施例2
称取2.479g六水合硝酸铈溶于水溶液中,称取4.000g二氧化钛浸渍其中。超声分散10min后继续搅拌1h。然后在70℃旋转蒸干,于120℃烘干过夜,分别在400℃,600℃空气中焙烧5h得到催化剂6,7。
实施例3
量取13.8ml四氯化钛盐酸溶液放置在通风橱中,向该溶液中缓慢滴加去离子水,四氯化钛溶液在水的作用下分解,释放大量白烟的同时产生黄色固体,继续向黄色固体上滴加蒸馏水直至其溶解,生成淡黄色溶液。称取3.099g六水合硝酸铈溶解后与上述溶液混合,配制25%的氨水溶液滴定该铈钛混合溶液至pH值在9以上,继续搅拌4h,然后老化24h,再进行抽滤,滤饼经去离子水洗涤后得到固体物质,于120℃烘干过夜,600℃空气中焙烧5h得到催化剂8,其铈含量为10%。最后筛分成20~40目大小颗粒备用。
实施例4
将0.6ml催化剂1-5放置于管式固定床反应器中反应,实验条件如下所示:
反应条件为NO:500ppm,NH3:480ppm,O2:5%,N2为平衡气,气体总流量为500ml/min,反应空速(GHSV)为50,000h-1。反应温度区间从200℃到450℃。NO和NH3及副产物N2O,NO2均利用红外气体池测定。表1为活性评价的结果,同时发现在200-400℃温度范围内选择性为100%,仅在450℃有少量NO2生成。
表1 不同铈含量的催化剂催化还原氮氧化物的活性
Figure A20061016543000051
实施例5
将0.6ml催化剂4,6,7放置于管式固定床反应器中反应,实验条件如下所示:
反应条件为NO:500ppm,NH3:480ppm,O2:5%,N2为平衡气,气体总流量为500ml/min,反应空速(GHSV)为50,000h-1。反应温度区间从200℃到450℃。NO和NH3及副产物N2O,NO2均利用红外气体池测定。表2为活性评价的结果,同时发现在200-400℃温度范围内选择性为100%,仅在450℃有少量NO2生成。
表2 不同焙烧温度的催化剂催化还原氮氧化物的活性
Figure A20061016543000061
实施例6
将0.6ml催化剂8放置于管式固定床反应器中反应,实验条件如下所示:
反应条件为NO:500ppm,NH3:480ppm,O2:5%,N2为平衡气,气体总流量为500ml/min,反应空速(GHSV)为50,000h-1。反应温度区间从200℃到450℃。NO和NH3及副产物N2O,NO2均利用红外气体池测定。活性评价结果得到:在300-400℃之间NO转化率可以达到85%以上,选择性为100%。
实施例7
将0.6ml催化剂4放置于管式固定床反应器中反应,实验条件如下所示:
反应条件为NO:500ppm,NH3:480ppm,O2:5%,H2O:3%,N2为平衡气,气体总流量为500ml/min,反应空速(GHSV)为50,000h-1。反应温度为300℃。NO和NH3及副产物N2O,NO2均利用红外气体池测定。活性评价结果得到:催化剂有很好的抗H2O中毒能力,在考察的24h内,活性保持在90%以上。
实施例8
将0.6ml催化剂4放置于管式固定床反应器中反应,实验条件如下所示:反应条件为NO:500ppm,NH3:480ppm,O2:5%,SO2:100ppm,N2为平衡气,气体总流量为500ml/min,反应空速(GHSV)为50,000h-1。反应温度为300℃。NO和NH3及副产物N2O,NO2均利用红外气体池测定。活性测试结果得到:催化剂有很好的抗SO2中毒能力,在考察的24h内,活性保持在90%以上。

Claims (6)

1.一种用于选择性催化还原燃烧烟气中氮氧化物的催化剂,其特征在于该催化剂为铈钛复合氧化物。
2.如前述权利要求1所述的催化剂,其特征在于主要组成为氧化铈和二氧化钛,铈的含量是为二氧化钛重量的2-50%。
3.如前述权利要求1所述的催化剂,其特征在于其由浸渍法或共沉淀法制备得到。
4.如前述权利要求1所述的催化剂的应用,其特征在于应用于净化燃烧尾气中的氮氧化物,适用于机动或固定燃烧装置,催化剂置于尾气管道途中,在催化剂的上游喷入还原剂和尾气混合,使混合气在250-450℃范围内和催化剂接触,从而使氮氧化物选择性地还原为氮气和水。
5.如前述权利要求6所述的应用,其特征在于应用于机动或固定燃烧装置包括各种机动车发动机和燃煤电厂。
6.如前述权利要求6所述的应用,其特征在于还原剂是氨气或尿素,还原剂的需要量是前述尾气中氮氧化物含量的0.8-1.2倍。
CNA2006101654304A 2006-12-20 2006-12-20 一种烟气脱硝的铈钛复合氧化物催化剂 Pending CN101204650A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006101654304A CN101204650A (zh) 2006-12-20 2006-12-20 一种烟气脱硝的铈钛复合氧化物催化剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006101654304A CN101204650A (zh) 2006-12-20 2006-12-20 一种烟气脱硝的铈钛复合氧化物催化剂

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101204650A true CN101204650A (zh) 2008-06-25

Family

ID=39565269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006101654304A Pending CN101204650A (zh) 2006-12-20 2006-12-20 一种烟气脱硝的铈钛复合氧化物催化剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101204650A (zh)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101785994A (zh) * 2010-03-09 2010-07-28 中国科学院生态环境研究中心 一种用于氨选择性催化还原氮氧化物的纳米晶铈钛复合氧化物催化剂
CN102240541A (zh) * 2011-05-23 2011-11-16 济南大学 非晶形复合氧化物脱硝催化剂及其制备方法和应用
WO2012071971A1 (zh) * 2010-12-01 2012-06-07 中国科学院生态环境研究中心 一种铈基复合氧化物催化剂、其制备方法及用途
CN102580761A (zh) * 2011-12-16 2012-07-18 刘光文 一种电喷scr柴油发动机尾气催化剂
CN102962074A (zh) * 2012-11-19 2013-03-13 北京化工大学 宽活性温度窗口的脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN103071506A (zh) * 2013-01-29 2013-05-01 中国科学院生态环境研究中心 一种铁铈钛复合氧化物催化剂、制备方法及其用途
CN103079691A (zh) * 2010-08-31 2013-05-01 喜星触媒株式会社 提高耐用性的用于选择性催化还原的催化剂
CN103203243A (zh) * 2013-04-03 2013-07-17 清华大学 一种用于脱硝的酸改性CeO2基SCR催化剂及其制备方法
CN103240079A (zh) * 2013-05-30 2013-08-14 中国科学院生态环境研究中心 一种铈锆钨复合氧化物催化剂、制备方法及其用途
CN103623814A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 中国科学院生态环境研究中心 一种用于氨选择性催化还原氮氧化物的锰钒复合氧化物催化剂
CN103736479A (zh) * 2014-01-02 2014-04-23 南京大学 一种用于烟气脱硝的铈钛锡复合氧化物催化剂及其制法
CN103816889A (zh) * 2014-02-24 2014-05-28 中国科学院生态环境研究中心 一种铈钛负载钒催化剂、制备方法及其用途
CN104056658A (zh) * 2014-07-02 2014-09-24 宋华 一种低温抗硫脱硝催化剂及其制备方法
CN104437570A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 西安近代化学研究所 一种氨基醇类化合物分子内脱水用催化剂的制备方法
WO2015149494A1 (zh) * 2014-04-01 2015-10-08 中国科学院生态环境研究中心 一种铈钛铝三元复合型微/纳米金属氧化物的制法和应用
CN105214642A (zh) * 2015-09-21 2016-01-06 安徽迪诺环保新材料科技有限公司 一种低温scr烟气脱硝催化剂用原料的制备方法及其应用
CN106390710A (zh) * 2016-06-14 2017-02-15 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种高效中低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺
CN116328753A (zh) * 2023-02-16 2023-06-27 五邑大学 一种TiO2-CeO2复合纳米材料及其制备方法与应用

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101785994A (zh) * 2010-03-09 2010-07-28 中国科学院生态环境研究中心 一种用于氨选择性催化还原氮氧化物的纳米晶铈钛复合氧化物催化剂
CN103079691A (zh) * 2010-08-31 2013-05-01 喜星触媒株式会社 提高耐用性的用于选择性催化还原的催化剂
CN103079691B (zh) * 2010-08-31 2014-10-29 喜星触媒株式会社 提高耐用性的用于选择性催化还原的催化剂
WO2012071971A1 (zh) * 2010-12-01 2012-06-07 中国科学院生态环境研究中心 一种铈基复合氧化物催化剂、其制备方法及用途
US9498770B2 (en) 2010-12-01 2016-11-22 Research Center For Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy Of Sciences Ce-based composite oxide catalyst, preparation method and application thereof
CN102240541A (zh) * 2011-05-23 2011-11-16 济南大学 非晶形复合氧化物脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN102240541B (zh) * 2011-05-23 2013-04-17 济南大学 非晶形复合氧化物脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN102580761A (zh) * 2011-12-16 2012-07-18 刘光文 一种电喷scr柴油发动机尾气催化剂
CN102580761B (zh) * 2011-12-16 2014-03-05 刘光文 一种电喷scr柴油发动机尾气催化剂
CN103623814A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 中国科学院生态环境研究中心 一种用于氨选择性催化还原氮氧化物的锰钒复合氧化物催化剂
CN102962074A (zh) * 2012-11-19 2013-03-13 北京化工大学 宽活性温度窗口的脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN102962074B (zh) * 2012-11-19 2014-11-26 北京化工大学 宽活性温度窗口的脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN103071506A (zh) * 2013-01-29 2013-05-01 中国科学院生态环境研究中心 一种铁铈钛复合氧化物催化剂、制备方法及其用途
CN103203243A (zh) * 2013-04-03 2013-07-17 清华大学 一种用于脱硝的酸改性CeO2基SCR催化剂及其制备方法
CN103240079B (zh) * 2013-05-30 2015-05-20 中国科学院生态环境研究中心 一种铈锆钨复合氧化物催化剂、制备方法及其用途
CN103240079A (zh) * 2013-05-30 2013-08-14 中国科学院生态环境研究中心 一种铈锆钨复合氧化物催化剂、制备方法及其用途
CN103736479A (zh) * 2014-01-02 2014-04-23 南京大学 一种用于烟气脱硝的铈钛锡复合氧化物催化剂及其制法
CN103736479B (zh) * 2014-01-02 2016-08-17 南京大学 一种用于烟气脱硝的铈钛锡复合氧化物催化剂及其制法
CN103816889A (zh) * 2014-02-24 2014-05-28 中国科学院生态环境研究中心 一种铈钛负载钒催化剂、制备方法及其用途
CN103816889B (zh) * 2014-02-24 2016-06-08 中国科学院生态环境研究中心 一种铈钛负载钒催化剂、制备方法及其用途
WO2015149494A1 (zh) * 2014-04-01 2015-10-08 中国科学院生态环境研究中心 一种铈钛铝三元复合型微/纳米金属氧化物的制法和应用
CN104056658A (zh) * 2014-07-02 2014-09-24 宋华 一种低温抗硫脱硝催化剂及其制备方法
CN104056658B (zh) * 2014-07-02 2017-01-11 西安华大骄阳绿色科技有限公司 一种低温抗硫脱硝催化剂及其制备方法
CN104437570A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 西安近代化学研究所 一种氨基醇类化合物分子内脱水用催化剂的制备方法
CN105214642A (zh) * 2015-09-21 2016-01-06 安徽迪诺环保新材料科技有限公司 一种低温scr烟气脱硝催化剂用原料的制备方法及其应用
CN106390710A (zh) * 2016-06-14 2017-02-15 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种高效中低温焦炉烟道废气脱硫脱硝工艺
CN116328753A (zh) * 2023-02-16 2023-06-27 五邑大学 一种TiO2-CeO2复合纳米材料及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101204650A (zh) 一种烟气脱硝的铈钛复合氧化物催化剂
CN102000560B (zh) 一种用于催化净化氮氧化物的铈基复合氧化物催化剂
CN101284238B (zh) 固定源氨选择性催化还原氮氧化物系列催化剂
ES2448573T3 (es) Catalizador de oxidación de amoníaco para dispositivos que funcionan con carbón
CN103240079B (zh) 一种铈锆钨复合氧化物催化剂、制备方法及其用途
CN101829573B (zh) 一种复合氧化物scr催化剂及制备方法和应用
CN101028594A (zh) 低温选择性催化还原氮氧化物的复合氧化物催化剂
CN101411984A (zh) 用于氨选择性还原氮氧化物的其他过渡金属掺杂的铁钛复合氧化物催化剂
CN101554589B (zh) 铜,铁改性的二氧化钛柱撑膨润土催化剂及其制备方法
CN103846083A (zh) 钨钛复合氧化物负载氧化铈的催化剂、制备方法及其应用
CN103990496A (zh) 一种具有抗中毒性能的中低温scr脱硝催化剂及其制备方法
CN102029178A (zh) 铜基分子筛催化剂及其制备方法
CN107552043A (zh) 一种负载型低温scr脱硝催化剂及其制备方法
CN102302930A (zh) 用于氨选择性催化还原氮氧化物的过渡金属掺杂的铈钛复合氧化物催化剂
CN104759206A (zh) 一种带升温烟气混合器的scr烟气脱硝装置
CN101879452A (zh) 一种锰基低温脱硝催化剂及其制备方法
CN102553572A (zh) 一种宽活性温度窗口的scr催化剂及其制备方法
CN106492788A (zh) 一种具有宽温度窗口锰基氧化物催化剂及其制备方法
König et al. Combined removal of particulate matter and nitrogen oxides from the exhaust gas of small-scale biomass combustion
CN101811039A (zh) 一种硫改性二氧化铈催化剂的制备方法及制备的催化剂
CN108554419A (zh) 低温去除柴油机NOx的NH3-SCR催化剂及其制备方法
CN106362733A (zh) 一种耐高温锰基氧化物催化剂及其制备方法
CN103464142B (zh) 用于氨选择催化还原脱除氮氧化物的催化剂及其制备方法
CN101554584B (zh) 氨选择性催化还原氮氧化物成氮气的催化剂及其制备方法
CN108579731A (zh) 一种低温脱硝碳基催化剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080625