CN101332424B

CN101332424B - 脱氮催化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101332424B
Application number: CN2007100558198A
Authority: CN
Inventors: 王惠忠; 盛刚
Original assignee: CHANGSHUN RONGCHENG ENVIROTECH Co Ltd
Current assignee: Changchun Xinrui Technology & Trade Co., Ltd.
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2027-06-28
Also published as: CN101332424A

Abstract

一种脱氮催化剂，以TiO₂和ZrO₂为基体，并混有V₂O₅、WO₃氧化物组成的混合物，氧化物的质量比为：TiO₂∶ZrO₂∶V₂O₅∶WO₃＝100∶5—50∶0.5—5∶3—15，其制备方法简单合理，制备的催化剂经过比表面积测定，X—光粉末衍射分析，催化剂的活性等检测，其脱氮效率比较高，一般来说在250℃—300℃之间脱氮率能达90％以上，而在350℃可达100％；热稳定性好，主要原因是基体除了TiO₂之外，又加了它的同族元素Zr的氧化物，增加了它的热稳定性。

Description

脱氮催化剂及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种脱氮催化剂及其制备方法。

背景技术：

随着我国经济多年来持续不断的发展，在能源消耗中带来的环境污染是越来越严重，其中大气烟尘、酸雨，温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人类急需解决的大问题。煤的燃烧产生的烟气中含有的烟尘、二氧化硫和氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应的主要来源。

由于国家整体实力的增强，大规模的烟气脱硫项目已经开展起来，对于SO₂的排放国家已有明文规定。可是脱氮(也称脱硝)还没有规定，极有可能有一天，氮氧化物的排放总量会超过二氧化硫成为大气中的主要污染物。

我国脱氮项目起步较晚，目前国内运行的烟气脱氮项目所采用的工艺大多是引进欧、美、日等发达国家和地区的脱氮技术(SCR技术)，特别是SCR技术的核心是催化剂，当前国内脱氮采用的SCR法所用的催化剂几乎全部依靠进口，成本非常高。因此，生产具有自主知识产权的SCR法脱氮催化剂迫在眉睫。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种脱氮催化剂及其制备方法，以填补国内空白，降低SCR法脱氮成本。

本发明催化剂以TiO₂和ZrO₂为基体，并混有V₂O₅、WO₃氧化物组成的混合物，氧化物的质量比为：

TiO₂：ZrO₂：V₂O₅：WO₃＝100：5—50：0.5—5：3—15

催化剂的制备方法如下：

(1)以含有Ti和Zr的稳定化合物与氨水进行反应，生成沉淀物，控制PH值8—9；

(2)将沉淀物洗涤后，再加2000—3000ml的去离子水和5—50g羧酸类化合物，并加入V₂O₅和WO₃，制成浆液；

(3)加热蒸发搅拌，在80—90℃下干燥12—24小时；

(4)研细后在高温下煅烧，温度为450—650℃。

含有Ti的稳定化合物为硫酸盐。

含有Zr的稳定化合物为硫酸盐、硝酸盐或氯化物。

羧酸类化合物是酒石酸或苹果酸。

本发明催化剂经过比表面积测定，X—光粉末衍射分析，催化剂的活性等检测，其活性(脱氮效率)比较高，一般来说在250℃—300℃之间脱氮率能达90％以上，而在350℃可达100％；热稳定性好，主要原因是基体除了TiO₂之外，又加了它的同族元素Zr的氧化物，增加了它的热稳定性。

具体实施方式：

实施例1

以硫酸钛、氨水、去离子水、硫酸锆、酒石酸、五氧化二钒、钨酸铵为原料，有效成份的质量比为TiO₂：ZrO₂：V₂O₅：WO₃＝100：10：1：5，经反应生成沉淀，溶液的PH值控制在8.2，加入的去离子水为2000ml，酒石酸为30g，混合、加热蒸发、80℃干燥12小时、研磨，并在450℃下进行焙烧，得到催化剂。

应用处理NO：NH₃＝1，O₂浓度3.5％，空速＝10000cm/h的SCR法烟气脱氮，反应温度为200℃时，催化效率为60％左右，反应温度为300℃时，催化效率在95％以上，反应温度为350℃时，催化效率100％。

实施例2

以硫酸钛、氨水、去离子水、氯化氧锆、酒石酸、五氧化二钒、钨酸铵等为原料，有效成份的质量比为TiO₂：ZrO₂：V₂O₅：WO₃＝100：50：5：15，经反应生成沉淀，溶液的PH值控制在8.6，加入的去离子水为2500ml，酒石酸为50g，混合、加热蒸发、85℃干燥13小时、研磨，并在500℃下进行焙烧，得到催化剂。

应用处理NO：NH₃＝1，O₂浓度3.5％，空速＝10000cm/h的SCR法烟气脱氮，反应温度为200℃时，催化效率为58％左右，反应温度为300℃时，催化效率在92％以上，反应温度为350℃时，催化效率100％。

实施例3

以硫酸钛、氨水、去离子水、硝酸氧锆、苹果酸、五氧化二钒、钨酸铵等为原料，有效成份的质量比为TiO₂：ZrO₂：V₂O₅：WO₃＝100：20：3：10，经反应生成沉淀，溶液的PH值控制在8.5，加入的去离子水为3000ml，苹果酸为50g，混合、加热蒸发、90℃干燥15小时、研磨，并在550℃下进行焙烧，得到催化剂。

应用处理NO：NH₃＝1，O₂浓度3.5％，空速＝10000cm/h的SCR法烟气脱氮，反应温度为200℃时，催化效率为56％左右，反应温度为300℃时，催化效率在90％以上，反应温度为350℃时，催化效率100％。

实施例4

以硫酸氧钛、氨水、去离子水、硫酸锆、苹果酸、五氧化二钒、钨酸铵等为原料，有效成份的质量比为TiO₂：ZrO₂：V₂O₅：WO₃＝100：30：1：5，经反应生成沉淀，溶液的PH值控制在8.8，加入的去离子水为2000ml，苹果酸为25g，混合、加热蒸发、90℃干燥20小时、研磨，并在600℃下进行焙烧，得到催化剂。

应用处理NO：NH₃＝1，O₂浓度3.5％，空速＝10000cm/h的SCR法烟气脱氮，反应温度为200℃时，催化效率为53％左右，反应温度为300℃时，催化效率在89％以上，反应温度为350℃时，催化效率100％。

实施例5

以硫酸氧钛、氨水、去离子水、硝酸锆、酒石酸、五氧化二钒、钨酸铵等为原料，有效成份的质量比为TiO₂：ZrO₂：V₂O₅：WO₃＝100：25：0.5：5，经反应生成沉淀，溶液PH值控制在8.4，加入的去离子水为2000ml，酒石酸为5g，混合、加热蒸发、85℃干燥22小时、研磨，并在650℃下进行焙烧，得到催化剂。

应用处理NO：NH₃＝1，O₂浓度3.5％，空速＝10000cm/h的SCR法烟气脱氮，反应温度为200℃时，催化效率为50％左右，反应温度为300℃时，催化效率在91％以上，反应温度为350℃时，催化效率100％。

实施例6

以硫酸氧钛、氨水、去离子水、氯化氧锆、苹果酸、五氧化二钒、钨酸铵等为原料，有效成份的质量比为TiO₂：ZrO₂：V₂O₅：WO₃＝100：10：2：4，经反应生成沉淀，溶液PH值控制在9.0，加入的去离子水为3000ml，苹果酸为45g，混合、加热蒸发、80℃干燥24小时、研磨，并在650℃下进行焙烧，得到催化剂。

应用处理NO：NH₃＝1，O₂浓度3.5％，空速＝10000cm/h的SCR法烟气脱氮，反应温度为200℃时，催化效率为48％左右，反应温度为300℃时，催化效率在90％以上，反应温度为350℃时，催化效率100％。

Claims

1.一种脱氨催化剂，其特征在于：

以TiO₂和ZrO₂为基体，并混有V₂O₅、WO₃氧化物组成的混合物，氧化物的质量比为：TiO₂∶ZrO₂∶V₂O₅∶WO₃＝100∶5-50∶0.5-5∶3-15；

该催化剂由以下方法制备得到：

(1)以含有Ti和Zr的稳定化合物与氨水进行反应，生成沉淀物，控制pH值8-9；

(2)将沉淀物洗涤后，再加2000-3000ml的去离子水和5-50g羧酸类化合物，并加入V₂O₅和WO₃，制成浆液；

(3)将浆液加热蒸发搅拌，在80-90℃下干燥12-24小时，研细后在450-650℃的高温下煅烧；

所述的羧酸类化合物是酒石酸或苹果酸。

2.根据权利要求1所述的脱氨催化剂，其特征在于：

含有Ti的稳定化合物为硫酸盐，含有Zr的稳定化合物为硫酸盐、硝酸盐或氯化物；羧酸类化合物是酒石酸或苹果酸。