CN102476030A

CN102476030A - 用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式scr催化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102476030A
Application number: CN2010105606185A
Authority: CN
Inventors: 王明刚; 郭松林
Original assignee: JIANGXI CAS KERRY PRO-ENVIRONMENT CATALYSTS Co Ltd
Current assignee: JIANGXI CAS KERRY PRO-ENVIRONMENT CATALYSTS Co Ltd
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-05-30

Abstract

本发明公开了用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式SCR催化剂及其制备方法，所述蜂窝整体式SCR催化剂组成为：堇青石70-95％wt，氧化铝活性层0-20％wt和以下活性组分：V₂O₅ 1-10％wt，MoO₃ 1-10％wt，WO₃ 1-10％wt，MnO₂ 0-5％wt，Cr₂O₃ 0-5％wt，CuO 0-5％wt，Fe₂O₃ 0-5％wt，其它助剂0-5％wt中的两种或多种。所述蜂窝整体式SCR催化剂以堇青石为第一载体，涂覆氧化铝第二载体活化后，浸渍活性组分，经干燥、焙烧形成，本发明SCR脱硝催化剂具有宽温(160～420℃)、高活性(脱硝率≥95％)，脱硝效率高，无二次污染，适用范围广、寿命长，制备简单的特点。

Description

用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式SCR催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及催化剂，尤其是涉及用于硝酸、硝盐尾气脱硝用蜂窝整体型SCR催化剂及其制备方法。

背景技术

随着我国工业发展，氮氧化物污染问题十分突出，氮氧化物排放总量居高不下，成为导致我国大气酸沉降、臭氧、灰霾等一系列环境问题的重要根源。NOx不但破坏环境，还直接危害人类健康。硝酸、硝盐厂是工业氮氧化物的主要排放源之一，我国硝酸工业发展快、产量大、生产厂家多，单套生产能力偏小，生产水平不高，目前仍有较多生产厂家硝酸尾气尚未达到国家排放要求，排出的氮氧化物对周围环境造成严重污染，节能减排的任务仍然很重。

在众多的脱硝技术中，SCR技术是脱硝效率最高，最为成熟的脱硝技术。SCR工艺流程符合经济环保、节能减排要求，SCR方法已成为目前国内外脱硝比较成熟的主流技术，但是，目前国产化程度还不高，需要制定硝酸行业标准，以满足节能减排要求，也将成为环保经济新的增长点。

硝酸行业尾气处理技术比较成熟，吸收法、吸附法以及还原法等多种方法均能够达到减排要求，但SCR法是最经济最有效的处理方法之一，在国内如泸天化、黑化集团化肥厂等有成熟的使用实例，但SCR催化剂使用温度窄，活性低、容易失活。因此开发宽温的SCR催化剂仍是今后研究的重点。

发明内容

本发明的目的是提供一种不仅活性高，温度范围宽，且催化活性好，脱硝效率高，无二次污染，适用范围广，使用寿命长的蜂窝整体式SCR催化剂及其制备方法。

本发明所述用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式SCR催化剂，所述蜂窝整体式SCR催化剂组成为：堇青石70-95％wt，氧化铝活性层0-20％wt和以下活性组分：V₂O₅ 1-10wt％，MoO₃1-10％wt，WO₃ 1-10％wt，MnO₂ 0-5％wt，Cr₂O₃0-5％wt，CuO 0-5％wt，Fe₂O₃ 0-5％wt，其它助剂0-5％wt中的两种或多种，所述蜂窝整体式SCR催化剂以堇青石为第一载体，涂覆氧化铝第二载体活化后，浸渍活性组分，经干燥、焙烧形成，并按照下列步骤依次进行：

(1)载体的活化：制备氧化铝浆液涂覆于堇青石将其活化，可按需要调节活性层的担载量。

(2)用于浸渍的活性组分-浸渍液的配置

a.称取偏钒酸铵、钨酸铵和草酸配置一定浓度溶液，其摩尔比为金属∶草酸＝1∶1～1∶20备用；

b.用与a同样的方法按一定比例配置偏钒酸铵和钨酸铵或其他助剂的混合浸渍液备用，使得活性组分组成符合以下活性组份：V₂O₅ 1-10％wt，MoO₃ 1-10％wt、WO₃ 1-10％wt，MnO₂ 0-5％wt，Cr₂O₃ 0-5％wt，CuO 0-5％wt和Fe₂O₃ 0-5％wt中的两种或多种。

(3)活性组分的浸渍：将步骤(1)所得经活化的载体分别浸于上述a、b、所得浸渍液中，浸渍温度20～80℃，浸渍时间1～12小时，可多次浸渍；

(4)将上述浸渍好的载体在80～120℃干燥5～24小时，350～600℃焙烧3～10小时制得催化剂产品备用。

本发明所述蜂窝整体式SCR催化剂脱硝活性的测试条件如下：

实验在常压下进行，NOx浓度：800～5000ppm，氧含量(vol)：

0～15％，H₂O含量(vol)：≤3％，NH₃以饱和气态形式引入，气体空速：5000～10000h^-1，NH₃/NO_x(摩尔比)：≤1.2。

本发明所述蜂窝整体式SCR催化剂适用于尾气中不同浓度NOx的脱除，也适用于不同温度尾气的NOx脱除过程，本发明所述蜂窝整体式SCR催化剂具有宽温(160～420℃)、高活性(脱硝率≥95％)，脱硝效率高，无二次污染，适用范围广、寿命长，制备简单的特点。

具体实施方式

实施例1：称取500g拟薄水铝石干胶粉，加入80～100ml稀硝酸进行胶溶，加入50g尿素剧烈搅拌3小时得到铝溶胶浆液，多次涂覆于900g堇青石，80～120℃干燥4～6小时，600℃焙烧4小时制得具有活性层的活性载体备用；称取钨酸铵165.9g，偏钒酸铵185.6g，草酸200g，45.6g钼酸铵，12.1g硝酸铜，20.0g硝酸铁，50.0g硝酸锰，18.0g硝酸铬，溶入500ml去离子水制得浸渍液，多次浸渍上述载体，80～120℃干燥5小时，600℃焙烧4小时制得蜂窝整体式SCR催化剂，并将其破碎、筛分为20～40目颗粒备用。

将0.5ml上述蜂窝整体式SCR催化剂装入长径比为4的石英管反应器中，NOx浓度：800～1000ppm，氧含量(vol)：0～5％，H₂O含量(vol)：≤3％，NH₃以饱和气态形式引入，气体空速：5000～6000h^-1，NH₃/NO_x(摩尔比)：≤1.2，反应温度：380～420℃，脱硝效率为96.5％。

实施例2：按照实施例1的操作步骤进行，只调整偏钒酸铵为365.8g，草酸为390.0g，92.0g钼酸铵，其他助剂、添加剂用量及操作与实施例1相同，脱硝效率为97.1％。

实施例3：按照实施例1的操作步骤进行，只调整100.0g硝酸锰，36.0g硝酸铬，反应温度为280～380℃，其他助剂、添加剂用量及操作与实施例1相同，脱硝效率为97.8％。

实施例4：按照实施例1的操作步骤进行，只调整偏钒酸铵为365.8g，钼酸铵92.0g，反应温度为280～380℃，其他助剂、添加剂用量及操作与实施例1相同，脱硝效率为98.0％。

实施例5：按照实施例1的操作步骤进行，只调整偏钒酸铵为365.8g，钼酸铵92.0g，硝酸铜24.2g，硝酸铬36.0g，反应温度为160～280℃，其他助剂、添加剂用量及操作与实施例1相同，脱硝效率为96.5％。

实施例6：按照实施例1的操作步骤进行，只调整偏钒酸铵为365.8g，钼酸铵92.0g，反应温度为160～280℃，其他助剂、添加剂用量及操作与实施例1相同，脱硝效率为96.8％。

实施例7：按照实施例1的操作步骤进行，调整钨酸铵83.0g，偏钒酸铵95.6g，草酸200g，23.5g钼酸铵，6.1g硝酸铜，10.0g硝酸铁，25.0g硝酸锰，12.0g硝酸铬，反应温度为360～400℃，其他助剂、添加剂用量及操作与实施例1相同，催化剂组成与实施例5相同，脱硝效率为95.5％。

Claims

1.用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式SCR催化剂，其特征在于：所述蜂窝整体式SCR催化剂组成为：堇青石70-95％wt，氧化铝活性层0-20％wt和以下活性组分：V₂O₅ 1-10％wt，MoO₃ 1-10％wt，WO₃ 1-10％wt，MnO₂ 0-5％wt，Cr₂O₃ 0-8％wt，CuO 0-8％wt，Fe₂O₃ 0-5％wt，其它助剂0-5％wt中的两种或多种。

2.根据权利要求1所述的用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式SCR催化剂，其特征在于：所述堇青石涂覆活性层活化后，进行担载活性组分。

3.根据权利要求1或2所述的用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式SCR催化剂，其特征在于：所述蜂窝整体式SCR催化剂脱硝温度范围为160～420℃，活性脱硝率≥95％。

4.一种制备权利要求1所述的用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式SCR催化剂的制备方法：以堇青石为第一载体，涂覆氧化铝第二载体活化后，浸渍活性组分，经干燥、焙烧形成，并按照下列步骤依次进行：

(1)载体的活化：制备氧化铝浆液涂覆于堇青石将其活化，其特征在于可按需要调节活性层的担载量。

(2)浸渍液的配置

b.用与a同样的方法按比例配置偏钒酸铵和钨酸铵或其他助剂的混合浸渍液备用，使活性组分组成符合以下7种活性组份：V₂O₅ 1-10％wt，MoO₃ 1-10％wt，WO₃ 1-10％wt，MnO₂ 0-5％wt，Cr₂O₃ 0-5％wt，CuO 0-5％wt，Fe₂O₃ 0-5％wt中的两种或多种。

(3)活性组分的浸渍：将步骤(1)所得经活化的载体分别浸于上述a、b、所得浸渍液中，浸渍温度20～80℃，浸渍时间1～12小时，其特征在于可多次浸渍；

(4)将上述浸渍好的载体在80～120℃干燥5～24小时，350～600℃焙烧3～10小时制得催化剂产品备用

5.根据权利要求4所述的用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式SCR催化剂的制备方法，其特征在于：堇青石载体涂覆氧化铝活性层后浸渍活性组分。

6.根据权利要求5所述的用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式SCR催化剂的制备方法，其特征在于：可以采取多步浸渍，浸渍温度20～80℃，浸渍时间1～12小时；可根据使用温度范围调节活性组分含量及组成。