CN103638921B - 一种钒钨脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钒钨脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂以活性炭为载体，主要的活性成分为五氧化二钒，同时加入了有机粘结剂和成型助剂，以帮助催化剂成型，与现有技术相比，本发明所提供的制备方法成本低，由于活性炭的比表面积大，可使活性成分更好的分散在载体表面，增加了气体与催化剂的接触面积，使脱硝效率提高，本发明的脱硝催化剂在350～400℃的温度范围内，脱硝效率达到95%以上。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种脱硝催化剂，尤其涉及的是一种钒钨脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
煤炭是我国主要能源之一，每年大量的煤炭燃烧排放的氮氧化物给环境带来了极大的破坏，目前，烟气脱硝是控制燃煤过程中氮氧化物排放的有效方法之一，其中选择性催化还原（SCR）技术因其脱硝效率高、选择性好、运行稳定可靠，在燃煤电厂的烟气脱硝过程中得到广泛应用。
催化剂是SCR技术的核心，催化材料的研究一直是SCR技术的研究热点。目前国内现行使用的SCR催化剂绝大多数为进口的以二氧化钛为载体的整体催化剂，制备工艺是将二氧化钛微粒悬浊于硅溶胶中制成浆液，然后浸渍于陶瓷纤维蜂窝状结构上，进行干燥、焙烤，再依次浸渍于偏钒酸铵和和偏钨酸铵的水溶液中，干燥焙烤后获得催化剂。该技术的制备成本高，同时，有效成分偏钒酸铵和偏钨酸铵难以载于陶瓷纤维蜂窝状结构的内部，导致催化剂活性成分的利用率降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种钒钨脱硝催化剂及其制备方法，目的在于降低成本，提高催化剂活性成分的利用率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种钒钨脱硝催化剂，所述催化剂以活性炭为载体，以五氧化二钒为活性组分，加入有机粘结剂和成型助剂粘结成型，所述五氧化二钒相比于活性炭的重量百分比为0.7～4%。
一种制备上述钒钨脱硝催化剂的方法，包括以下步骤：
（1）按重量计，取100份活性炭，置于氨水中回流4h后取出，去离子水冲洗至冲洗液呈中性后，加水搅拌，获得活性炭浆液；
（2）将1～10份钨酸铵和1～5份偏钒酸铵分别加入质量分数为2%的草酸溶液中，搅拌混匀至完全溶解，获得混合液；
（3）将混合液加入活性炭浆液中，超声1小时，加入有机粘结剂和成型助剂，搅拌，获得原料液；
（4）将原料液置于100℃下干燥至恒重，煅烧，即得到所述钒钨脱硝催化剂粉末，加水润湿所述粉末，然后用蜂窝状模具将粉末压制成蜂窝状湿体，即为所述钒钨脱硝催化剂。
优选地，所述步骤（3）的有机粘结剂为酚醛树脂、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺。
优选地，所述步骤（3）的成型助剂为甘油或乙醇胺。
优选地，所述步骤（4）的煅烧温度为400℃，煅烧时间为2小时。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供了一种钒钨脱硝催化剂及其制备方法，该方法利用活性炭作为载体，加入有机粘结剂和成型助剂并结合模具成型，与传统的SCR催化剂以二氧化钛为载体相比，大大降低了制备成本，同时，活性炭作为载体极大的增大了催化剂的比表面积和微孔结构，使催化剂的反应活性增加，提高了脱硝效率。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例提供的一种钒钨脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取100g活性炭，置于氨水中回流4h后取出，去离子水冲洗至冲洗液呈中性后，加水搅拌，获得活性炭浆液；
（2）将10g钨酸铵和2g偏钒酸铵加入到质量分数为2%的草酸溶液中，搅拌混匀至钨酸铵和偏钒酸铵完全溶解，获得混合液；
（3）将混合液加入活性炭浆液中，超声1小时，加入酚醛树脂和甘油，搅拌均匀，获得原料液；
（4）将原料液置于100℃下干燥至恒重，然后再置于400℃下煅烧2小时，得到所述钒钨脱硝催化剂粉末，最后加水润湿粉末，用模具将所述粉末压制成蜂窝状湿体，即为所述钒钨脱硝催化剂。
脱硝效率的测定：
在380℃的温度下，将含有600ppm一氧化氮的模拟烟气通入上述制备获得的钒钨脱硝催化剂中，其中烟气通入的速度为8000h-1，收集尾气，测得该脱硝催化剂的脱硝效率为95%。
实施例2
本实施例提供的另一种钒钨脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取50g活性炭，置于氨水中回流4h后取出，去离子水冲洗至冲洗液呈中性后，加水搅拌，获得活性炭浆液；
（2）将5g钨酸铵和1.25g偏钒酸铵加入到质量分数为2%的草酸溶液中，搅拌混匀至钨酸铵和偏钒酸铵完全溶解，获得混合液；
（3）将混合液加入活性炭浆液中，超声1小时，加入聚乙烯醇和甘油，搅拌均匀，获得原料液；
（4）将原料液置于100℃下干燥至恒重，然后再置于400℃下煅烧2小时，得到催化剂粉末，最后加水润湿粉末，用模具将所述粉末压制成蜂窝状湿体，即为所述钒钨脱硝催化剂。
脱硝效率的测定：
在350℃的温度下，将含有600ppm一氧化氮的模拟烟气通入上述制备获得的钒钨脱硝催化剂中，其中烟气通入的速度为8000h-1，收集尾气，测得该脱硝催化剂的脱硝效率为97%。
实施例3
本实施例提供的另一种钒钨脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取100g活性炭，置于氨水中回流4h后取出，去离子水冲洗至冲洗液呈中性后，加水搅拌，获得活性炭浆液；
（2）将10g钨酸铵和3.3g偏钒酸铵加入到质量分数为2%的草酸溶液中，搅拌混匀至钨酸铵和偏钒酸铵完全溶解，获得混合液；
（3）将混合液加入活性炭浆液中，超声1小时，加入聚丙烯酰胺和乙醇胺，搅拌均匀，获得原料液；
（4）将原料液置于100℃下干燥至恒重，然后再置于400℃下煅烧2小时，得到催化剂粉末，最后加水润湿粉末，用模具将所述粉末压制成蜂窝状湿体，即为所述钒钨脱硝催化剂。
脱硝效率的测定：
在400℃的温度下，将含有600ppm一氧化氮的模拟烟气通入上述制备获得的钒钨脱硝催化剂中，其中烟气通入的速度为8000h-1，收集尾气，测得该脱硝催化剂的脱硝效率为98%。
实施例4
本实施例提供的另一种钒钨脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）取50g活性炭，置于氨水中回流4h后取出，去离子水冲洗至冲洗液呈中性后，加水搅拌，获得活性炭浆液；
（2）将10g钨酸铵和5g偏钒酸铵加入到质量分数为2%的草酸溶液中，搅拌混匀至钨酸铵和偏钒酸铵完全溶解，获得混合液；
（3）将混合液加入活性炭浆液中，超声1小时，加入聚乙烯醇和乙醇胺，搅拌均匀，获得原料液；
（4）将原料液置于100℃下干燥至恒重，然后再置于400℃下煅烧2小时，得到催化剂粉末，最后加水润湿粉末，用模具将所述粉末压制成蜂窝状湿体，即为所述钒钨脱硝催化剂。
脱硝效率的测定：
在350℃的温度下，将含有600ppm一氧化氮的模拟烟气通入上述制备获得的钒钨脱硝催化剂中，其中烟气通入的速度为8000h-1，收集尾气，测得该脱硝催化剂的脱硝效率为95%。
Claims (4)
1.一种钒钨脱硝催化剂，其特征在于，所述催化剂以活性炭为载体，以五氧化二钒为活性成分，加入有机粘结剂和成型助剂粘结成型，所述五氧化二钒相比于活性炭的重量百分比为0.7～4％，所述催化剂是通过以下步骤制备获得的：
(1)按重量计，取100份活性炭，置于氨水中回流4h后取出，去离子水冲洗至冲洗液呈中性后，加水搅拌，获得活性炭浆液；
(2)将1～10份钨酸铵和1～5份偏钒酸铵分别加入质量分数为2％的草酸溶液中，搅拌混匀至完全溶解，获得混合液；
(3)将混合液加入活性炭浆液中，超声1小时，加入有机粘结剂和成型助剂，搅拌，获得原料液；
(4)将原料液置于100℃下干燥至恒重，煅烧，即得到所述钒钨脱硝催化剂粉末，加水润湿所述粉末，然后用蜂窝状模具将粉末压制成蜂窝状湿体，即为所述钒钨脱硝催化剂。
2.如权利要求1所述的一种钒钨脱硝催化剂，其特征在于，所述步骤(3)的有机粘结剂为酚醛树脂、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺。
3.如权利要求1所述的一种钒钨脱硝催化剂，其特征在于，所述步骤(3)的成型助剂为甘油或乙醇胺。
4.如权利要求1所述的一种钒钨脱硝催化剂，其特征在于，所述步骤(4)的煅烧温度为400℃，煅烧时间为2小时。
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