CN104028263A

CN104028263A - 一种低温scr蜂窝催化剂的制备方法

Info

Publication number: CN104028263A
Application number: CN201410202817.7A
Authority: CN
Inventors: 周伟; 沈阳浩
Original assignee: Wuxi Li Xin Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Wuxi Li Xin Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2014-09-10

Abstract

本发明提供了一种低温SCR蜂窝催化剂的制备方法，该方法得到的低温SCR蜂窝催化剂在烟气温度125℃-260℃之间具有良好的氮氧化物去除率，可以将其安装在除尘器之后、脱硫装置之前，通过低尘布置方式，增加了催化剂的使用寿命。其具体步骤如下：（1）金属改性溶液的制备；（2）偏钒酸铵溶液的制备；(3)载体浆料的制备；（4）将步骤（1）制备的金属改性溶液和步骤（2）制备的偏钒酸铵溶液加入到步骤（3）制备的浆料中；（5）将步骤（4）得到的均匀团状物放入密闭容器中静置；（6）将步骤（5）得到的挤出成型物放入干燥箱；（7）将步骤（6）得到的干燥产物在100℃～1650℃温度下煅烧25小时，得到最终产品。

Description

一种低温SCR蜂窝催化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及SCR脱硝催化剂的技术领域，具体为一种低温SCR蜂窝催化剂的制备方法。

背景技术

随着国家对氮氧化物排放的控制越来越严，以燃煤锅炉为主的固定源向大气中排放氮氧化物的量会得到越来越严格的控制，单纯依靠低氮燃烧技术已无法满足严格的排放标准。

目前应用最广泛的是高温SCR催化剂，温度范围在300℃-420℃之间，在火电厂应用中，一般只能选择高尘布置，即布置在锅炉省煤器与空预器之间。在这个位置上，催化剂有较高的活性和抗中毒性能，但所处的烟气环境条件比较恶劣，粉尘和重金属浓度高，对催化剂冲刷比较严重，催化剂也比较容易中毒，堵塞，这大大缩短了催化剂的使用寿命。如果将催化剂安装在除尘器之后，脱硫装置之前，即低尘布置方式，此时的烟气中粉尘和重金属含量大大降低，催化剂也减少了磨损，堵塞的危险，增加了催化剂使用寿命。但催化剂低尘布置对催化剂的低温活性要求很高，低尘布置条件下，烟气温度一般在135-250℃之间，此温度区间，传统的高温SCR催化剂几乎没有活性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种低温SCR蜂窝催化剂的制备方法，通过该方法制造得到的低温SCR蜂窝催化剂在烟气温度125℃-260℃之间具有良好的氮氧化物去除率，可以将其安装在除尘器之后、脱硫装置之前，通过低尘布置方式，增加了催化剂的使用寿命。

一种低温SCR蜂窝催化剂的制备方法，其特征在于：

其具体步骤如下：

（1）金属改性溶液的制备：取2～7份硝酸铈，4～10份七钼酸铵，1～3份草酸铌，1～5份醋酸锑分别溶解于20份去离子水中，并混合均匀；

（2）偏钒酸铵溶液的制备：秤取偏钒酸铵1～10份，溶解于10～20份乙醇胺的水溶液中，乙醇胺水溶液浓度为0.5-4.5g/ml;

(3) 载体浆料的制备：称取150～200份去离子水，2.5～3份乳酸，0.5～1份聚乙烯醇，0.2～0.8份聚氧化乙烯，0.2～0.7份硬脂酸，0.3～1份羧甲基纤维素，将上述物质加入到300～380份钛钨硅钛白粉中充分搅拌，搅拌过程中加热上述浆料，当温度达到40℃时，加入25～35份20%的氨水，继续加热搅拌至85℃，然后恒温85℃同时蒸去水分，等物料水分含量蒸至30%～32%之间时停止搅拌。

（4）将步骤（1）制备的金属改性溶液和步骤（2）制备的偏钒酸铵溶液加入到步骤（3）制备的浆料中，同时加入1.5～4.6份的造孔纤维棉，50℃～70℃的温度下均匀搅拌、同时蒸去水分，待水分降至30%～32%时，停止搅拌；

（5）将步骤（4）得到的均匀团状物放入密闭容器中静置，18小时～24小时后放入真空挤出机成型；

（6）将步骤（5）得到的挤出成型物放入干燥箱，在初始温度30℃～80℃条件下升温干燥120小时～168小时；

（7）将步骤（6）得到的干燥产物在100℃～1650℃温度下煅烧25小时，得到最终产品。

其进一步特征在于：

所述钛钨硅钛白粉中氧化钨质量百分数4.5%～5%、氧化硅质量百分数10%～15%。

采用本发明后，其采用改性金属氧化物可以很好的共存、协同脱除氮氧化物，抑制硫转化，同时具备了很好的抗水性能；由于加入了造孔纤维，可以大大增加SCR催化剂的比表面积；其大大提高催化剂的活性在烟气温度125℃-260℃之间具有活性高，抗硫、抗水性能好，机械强度高等特点，在烟气温度125℃-260℃之间具有良好的氮氧化物去除率，可以将其安装在除尘器之后、脱硫装置之前，通过低尘布置方式，增加了催化剂的使用寿命；我国的玻璃窑炉，水泥窑炉等的工业窑炉也是氮氧化物的主要排放源，而这些工业窑炉的构造和烟气范围更适合使用该方法制备得到的低温SCR蜂窝催化剂。

具体实施方式

具体实施一

（1）金属改性溶液的制备：取20g硝酸铈、40g七钼酸铵、10g草酸铌、10g醋酸锑分别溶于200g去离子水中，并混合均匀；

（2）偏钒酸铵溶液的制备：秤取偏钒酸铵30g,溶解在300g的乙醇胺水溶液中，乙醇胺水溶液浓度为1.8g/ml;

(3) 载体浆料的制备:秤取1500g去离子水，25g乳酸，5g聚乙烯醇，2g聚氧化乙烯，2g硬脂酸，3g羧甲基纤维素，并将上述物质加入到3000g钛钨硅钛白粉中充分搅拌，搅拌过程中加热浆料至40℃，在此温度下继续加入250g浓度为20%的氨水，持续搅拌加热至85℃，保持此温度并蒸去水分，等物料水分蒸至30%时停止搅拌。

（4）将步骤（1）制备的金属改性溶液和步骤（2）制备的偏钒酸铵溶液加入到步骤（3）制备的浆料中，同时加入15g造孔纤维棉，50℃恒温均匀搅拌的同时蒸去水分，待水分降至30%时，停止搅拌；

（5）将步骤（4）得到的均匀团状物放入恒温密闭容器中静置，18小时后放入真空挤出机成型；

（6）将挤出成型物放入干燥箱，干燥箱设定起始温度40℃，升温速率控制在3℃/h, 120小时后取出干燥好的物料；

（7）将干燥产物放入起始温度为100℃的马弗炉，升温速率控制在4℃/h,24小时，得到最终产品。

其中钛钨硅钛白粉中氧化钨质量百分数4.5%～5%、氧化硅质量百分数10%～15%。

催化剂活性和硫转化测试

活性测试条件：一氧化氮500ppm,氨气500ppm,二氧化硫800ppm,氧气6%，水10%，空速100000/h,测试反应温度140℃，按此条件，催化剂活性测试结果为84%。

硫转化测试条件: 一氧化氮500ppm,二氧化硫800ppm,氧气6%，水10%，空速100000/h,测试反应温度140℃，按此条件，催化剂硫转化测试结果为0.78%。

具体实施例二

（1）金属改性溶液的制备：取25g硝酸铈溶于200g去离子水中，取42g七钼酸铵溶解于200g去离子水中，取10.5g草酸铌溶解于200g去离子水中，取10.2g醋酸锑溶解于200g水中；

（2）偏钒酸铵溶液的制备：秤取偏钒酸铵55g,溶解在300g的乙醇胺水溶液中，乙醇胺水溶液浓度为2.7 g/ml;

(3) 载体浆料的制备:秤取1600g去离子水，30g乳酸，5.1g聚乙烯醇，2.43g聚氧化乙烯，2.34g硬脂酸，3.11g羧甲基纤维素，并将上述所有物质加入到2890.3g钛钨硅钛白粉中充分搅拌，搅拌过程中加热浆料至40℃，在此温度下继续加入370g浓度为20%的氨水，持续搅拌加热至85℃，保持此温度并蒸去水分，等物料水分蒸至30.88%时停止搅拌。

（4）将步骤（1）制备的金属改性溶液和步骤（2）制备的偏钒酸铵溶液加入到步骤（3）制备的浆料中，同时加入18.4g造孔纤维棉，60℃恒温均匀搅拌的同时蒸去水分，待水分降至30.8%时，停止搅拌；

催化剂活性和硫转化测试

活性测试条件：一氧化氮500ppm,氨气500ppm,二氧化硫800ppm,氧气6%，水10%，空速100000/h,测试反应温度140℃，按此条件，催化剂活性测试结果为85.8%。

硫转化测试条件: 一氧化氮500ppm,二氧化硫800ppm,氧气6%，水10%，空速100000/h,测试反应温度140℃，按此条件，催化剂硫转化测试结果为0.89%。

具体实施例三

（1）金属改性溶液的制备：取65g硝酸铈溶于200g去离子水中，取78.7g七钼酸铵溶解于200g去离子水中，取23.7g草酸铌溶解于200g去离子水中，取13.4g醋酸锑溶解于200g水中；

（2）偏钒酸铵溶液的制备：秤取偏钒酸铵87.5g,溶解在300g的乙醇胺水溶液中，乙醇胺水溶液浓度为2.48g/ml;

(3) 载体浆料的制备:秤取1860g去离子水，33g乳酸，6.1g聚乙烯醇，2.78g聚氧化乙烯，2.88g硬脂酸，3.74g羧甲基纤维素，并将上述所有物质加入到3100g钛钨硅钛白粉中充分搅拌，搅拌过程中加热浆料至40℃，在此温度下继续加入250g浓度为20%的氨水，持续搅拌加热至85℃，保持此温度并蒸去水分，等物料水分蒸至30%时停止搅拌。

（4）将步骤（1）制备的金属改性溶液和步骤（2）制备的偏钒酸铵溶液加入到步骤（3）制备的浆料中，同时加入15g造孔纤维棉，70℃恒温均匀搅拌的同时蒸去水分，待水分降至32%时，停止搅拌；

催化剂活性和硫转化测试

活性测试条件：一氧化氮500ppm,氨气500ppm,二氧化硫800ppm,氧气6%，水10%，空速100000/h,测试反应温度140℃，按此条件，催化剂活性测试结果为87.9%。

硫转化测试条件: 一氧化氮500ppm,二氧化硫800ppm,氧气6%，水10%，空速100000/h,测试反应温度140℃，按此条件，催化剂硫转化测试结果为0.98%。

Claims

1.一种低温SCR蜂窝催化剂的制备方法，其特征在于：

其具体步骤如下：

(3) 载体浆料的制备：称取150～200份去离子水，2.5～3份乳酸，0.5～1份聚乙烯醇，0.2～0.8份聚氧化乙烯，0.2～0.7份硬脂酸，0.3～1份羧甲基纤维素，将上述物质加入到300～380份钛钨硅钛白粉中充分搅拌，搅拌过程中加热上述浆料，当温度达到40℃时，加入25～35份20%的氨水，继续加热搅拌至85℃，然后恒温85℃同时蒸去水分，等物料水分含量蒸至30%～32%之间时停止搅拌；

2.根据权利要求1所述的一种低温SCR蜂窝催化剂的制备方法，其特征在于：所述钛钨硅钛白粉中氧化钨质量百分数4.5%～5%、氧化硅质量百分数10%～15%。

3.一种低温SCR蜂窝催化剂，其特征在于：其通过权利要求1或2的制备方法制备获得。