CN102188979B - 一种催化氧化法烟气脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

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徐仲均
刘欣
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Abstract

本发明公开一种用于催化氧化法烟气脱硝的NO氧化催化剂及其制备方法。该一氧化氮氧化催化剂由钛交联粘土为载体,铜与钒的氧化物为活性成分组合而成。钛交联粘土载体是在酸性条件下,以丙酮为分散剂,经钛酸正丁酯和钠基蒙脱石悬浊液交联、老化后制得。硝酸铜和偏钒酸铵溶液用于活性成分的前驱体,通过浸渍法固定在载体上,再经干燥和程序升温煅烧制得催化氧化法烟气脱硝催化剂。催化剂中铜负载量为2~10%,钒负载量为0.5~5%。本发明催化氧化烟气脱硝催化剂具有较好的硫、水耐受性、再生性和脱硝效果。

Description

一种催化氧化法烟气脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于催化氧化法烟气脱硝的NO氧化催化剂及其制备方法。
背景技术
[0002] 氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,是诱发光化学烟雾和酸雨的重要前驱体。现在全球每年的NOx排放量已达35〜58Mt,其中95%以上来自化石燃料的燃烧过程。
[0003] 以NH3为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术是当前治理烟气中NOx最常用的方法.但该方法存在以下四个缺点①SCR法使用的氨气为重要的化工原料,却生成无用的氮气排放,造成SCR运行成本高;②需要严格控制氨气和NO的化学计量比,否则未反应氨气的穿透将造成二次污染;③由于H2O和SO2是烟气中不可避免的成分,催化剂表面易被生成的铵盐等堵塞和覆盖,所以反应温度必须在350°C以上,才能分解铵盐,保持良好的活性。为此,反应器必须置于高温高尘区域,催化剂易受到高浓度烟尘的腐蚀和磨损;④我国锅炉的省煤器和空气预热器是一体组装的,不利于SCR反应器的安装,难以在现有的锅炉上直接应用。
[0004] 选择性催化氧化法是指在催化剂的作用下,先将NO部分地氧化为NO2,再用湿法脱硫的吸收剂(如石灰、NaOH、Na2CO3和氨水等)吸收,实现湿法同时脱硫脱氮。燃烧烟气中NO占NOx总量的90%〜95%。NO除生成络合物外,无论在水中或碱液中都不被吸收.为了有效地吸收N0X,需将尾气中的NO部分地氧化为NO2,使氧化度达到50%〜60%,此时,对NOx的吸收效率最高。
[0005] 交联粘土作为一种新型的催化材料在国际上被大力开发和研究开发,特别是钛交联粘土材料具有更大的孔径大和更高的比表面积等特征,且层间柱撑化合物的可调性,孔径大小,固体酸性和吸附性质等均可人为控制,同时具备有特殊的氧化还原催化活性,并且有这更高的热稳定性和水热稳定性。
[0006] 本文介绍的催化氧化法烟气脱硝催化剂是以钛交联粘土为载体,浸溃法制备而成,廉价易得且制作方法简单,具有良好催化活性和硫水耐受性。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种具有良好硫、水耐受性的催化氧化法烟气脱硝NO氧化催化剂组成及其制备方法。
[0008] 催化氧化法烟气脱硝催化剂的制备以下述技术方案实现:
[0009] 钛交联蒙脱石复合材料的合成:在剧烈搅拌和酸性的条件下,将钛酸正丁酯和以丙酮溶液为分散剂的钠基蒙脱石悬浊液室温交联反应后,离心分离,用蒸馏水洗涤至无氯离子,所得固体经干燥后,即得钛交联蒙脱石复合材料(T1-PILCs)。
[0010] 活性组分负载:将钛交联蒙脱石复合材料研磨后所得粉末作为催化剂载体,将Cu (NO3) 2和NH4VO3混合溶液采用浸溃法负载在载体粉末上,老化后煅烧活化,得到所需催化剂 Cu-V/T1-PILCso[0011] 催化剂质量百分比为:钛交联粘土 85〜98%;氧化铜2〜10%;五氧化二钒0.5〜5% ;
[0012] 丙酮与水的体积比为0.5〜5: I ;
[0013] 钠基蒙脱石粒径小于2 μ m ;
[0014] 钠基蒙脱石悬浊液的质量百分数是0.5〜1.0% ;
[0015] 交联反应中H+与钛原子量之比为I〜5: I ;
[0016] 交联剂中钛元素和钠基蒙脱石的质量比为0.5〜2: I ;
[0017] 老化后干燥温度为60〜99°C ;
[0018] 高温煅烧活化温度为450〜700 V。
[0019] 本发明特点:本发明提供了一种用于催化氧化烟气脱硝的NO氧化催化剂及其制备方法。该催化剂与以往相比,具有良好的催化氧化活性、硫水耐受性、稳定性、可再生,制备工艺简单,方法简便可行,成本低等特点。
具体实施方式
[0020] 以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
[0021] 实施例1
[0022] 将5g钠基蒙脱石加入体积比为2: I的丙酮和水混合液,得到质量浓度为0.8%的悬浮液与酸性的40g钛酸正丁酯室温交联3h后,蒸馏水洗涤、干燥粉碎后作为载体等体积浸溃法吸附了含有1.6g Cu (NO3)2.3Η20和0.35g偏钒酸铵的草酸溶液,放入马弗炉500°C活化,制得催化剂。当NO体积分数为500ppm,O2体积分数15%,其余为N2,空速UOOOh—1,NO的氧化度可以达到45%,在含有40°C饱和水蒸气和500ppm SO2的环境里,可以稳定保持活性在43%以上。
[0023] 实施例2
[0024] 将5g钠基蒙脱石加入体积比为1:1的丙酮和水混合液,得到质量浓度为0.7%的悬浮液与酸性的40g钛酸正丁酯室温交联3h后,蒸馏水洗涤、干燥粉碎后作为载体等体积浸溃法吸附了含有1.2g Cu (NO3)2.3Η20和0.22g偏钒酸铵的草酸溶液,放入马弗炉500°C活化,制得催化剂。当NO体积分数为500ppm,O2体积分数10%,其余为N2,空速UOOOh—1,NO的氧化度可以达到48%,在含有40°C饱和水蒸气和500ppm SO2的环境里,可以稳定保持活性在45%以上。

Claims (1)

1.一种用于催化氧化法烟气脱硝的NO氧化催化剂的制备方法,其特征在于:在酸性条件下,以丙酮为分散剂,经钛酸正丁酯和质量百分浓度为0.5〜1.0%的钠基蒙脱石悬浊液交联所得的钛交联粘土为载体,钛元素和钠基蒙脱石的质量比为0.5〜2.0: 1,经老化后采用浸溃法,将设定量的硝酸铜和偏钒酸铵溶液完全吸附在载体上,再经干燥和程序升温煅烧,制得用于催化氧化法烟气脱硝的NO氧化催化剂,其中所述催化剂的质量百分比为钛交联粘土 85〜98 %,氧化铜2〜10 %,五氧化二钒0.5〜5 %,全部组分合计100 %。
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