CN106166493A - 一种整体式低温scr催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种整体式低温SCR催化剂及其制备方法，属于工业脱硝技术领域。该催化剂是以堇青石蜂窝陶瓷为载体，活性组分为氧化锰，属于环境友好型催化剂。该整体式催化剂制备方法简单，便于大规模工业化使用，活性组分均匀分布在载体表面，提高了活性组分的利用率。该整体式SCR催化剂可用于工业低温脱硝工况，在125~225度温度内脱硝率达到80%以上，100度情况下能还能达到75%以上脱硝率，可以将SCR反应器布置在除尘和脱硫装置和之后，避免了催化剂在使用过程中出现的孔道堵塞和中毒现象，提高了催化剂的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种整体式低温SCR催化剂及其制备方法，具体是一种氧化锰为活性组分，氧化铁或氧化钴为助催化剂的整体式SCR催化剂及其制备方法。适用于低温NOx气体的消除，在工业脱硝技术领域具有应用前景。
背景技术
随着我国经济的快速发展，能源消耗量大幅度增加，与此相应，大气的污染程度也日益加剧，目前，我国95%以上的火电厂是以燃煤为主，燃煤过程中排放出大量的氮氧化物、二氧化硫和颗粒物。除尘技术和烟气脱硫技术日趋成熟，烟气脱硫除尘已经有序的进行；唯有氮氧化物的污染尚未得到有效控制，这是因为脱硝技术没有达到预期的效果。国家在2014年颁布了《锅炉大气污染物排放标准》，进一步严格控制氮氧化物的排放值。针对我国自身的特点，积极研究和开发烟气脱硝技术，以满足环境保护的要求，具有重要的环境、经济和社会意义。
国内大部分的脱硫系统采用湿法脱硫技术，湿法脱硫后的烟气温度在100℃一下，因此对催化剂的低温脱硝性能要求很高，目前现有的SCR催化剂在相对较低的温度下脱硝性能不够理想。发明专利CN 105363434A《一种锰基SCR低温脱硝催化剂及其制备方法》公开了一种锰基SCR低温脱硝催化剂，通过MnO2、CeO2、Nb2O3三者的配合，在整体上实现了在150~260℃范围内催化剂的脱硝效率达到90%以上，但是在较低温度下脱硝性能一般，不能满足湿法脱硫之后的使用工况。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种整体式低温SCR催化剂及其制备方法。
一种整体式低温SCR催化剂的制备方法，其特征在于，所述的载体采用等体积浸渍法制备，具体包括如下步骤：
将硝酸盐溶解到一定体积的水溶液中，然后将一定体积的堇青石蜂窝陶瓷放入到硝酸盐水溶液中，溶液刚好被载体所吸收，静置1~4h后在50~100℃烘箱中烘干，然后在200~500℃马弗炉中焙烧2~8h；
所述硝酸盐为硝酸钴、硝酸铁的一种或两种，硝酸盐水溶液的浓度为0.1~0.5mol/L；所述的堇青石蜂窝陶瓷孔密度为100~400孔/平方英寸。
采用等体积浸渍法将活性组分氧化锰担载到改性载体上，包括以下步骤：
将一定体积的改性载体放入到一定体积的硝酸锰水溶液中，硝酸锰溶液被载体所吸收，静置1~4h后再将载体放入到一定体积的浓氨水溶液中，浓氨水被载体所吸收，静置1~4h后在50~100℃烘箱中烘干，然后在200~500℃马弗炉中焙烧2~8h；
所述的硝酸锰水溶液的浓度为1.0~4.0 mol/L。
一种整体式低温SCR催化剂，其特征在于，根据上述所述方法制备得到；该催化剂的活性组分为氧化锰，载体为改性堇青石蜂窝陶瓷载体；
所述活性组分在催化剂中的质量百分比为5%-15%，其余为载体。
一种整体式低温SCR催化剂在SCR脱硝反应的应用。
本发明具有以下优点：
不需引入有机粘合剂，防止催化剂活性位被覆盖。制备工艺简单，催化剂涂层均匀，且不易从堇青石上脱落。催化剂脱硝性能优良，能在125~225度温度内脱硝率达到80%以上，100度情况下能还能达到75%以上脱硝率，可以将SCR反应器布置在除尘和脱硫装置和之后，避免了催化剂在使用过程中出现的孔道堵塞和中毒现象，提高了催化剂的使用寿命。
具体实施方式
以下实例用于更详细的说明本发明，但本发明并不限于此。
对比例：
将1L堇青石蜂窝陶瓷载体放入到120mL 4.3 mol/L 的硝酸锰水溶液中，硝酸锰溶液被载体完全吸收，静置2h后再将载体放入到100 mL的浓氨水溶液中，浓氨水被载体所吸收，静置2h后在100℃烘箱中烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h。
对上述制备的催化剂进行NH3-SCR脱硝性能测试：将整体式催化剂切成底面直径为1cm、高度为5cm的圆柱体（体积为4cm3），空速7500 h-1，模拟烟气成分：200ppm NO、200ppmNH3、5% O2、平衡气为N2。使用二氧化碳分析仪（Thermo，Model 42i）进行产物分析，测试结果见表1。
实施例1：
将1L堇青石蜂窝陶瓷载体放入到120mL 0.5 mol/L 的硝酸钴水溶液中，硝酸钴溶液被载体完全吸收，静置2h后在100℃烘箱中烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h，得到钴改性的堇青石蜂窝陶瓷。
将1L钴改性后的堇青石蜂窝陶瓷载体放入到120mL 4.3 mol/L 的硝酸锰水溶液中，硝酸锰溶液被载体完全吸收，静置2h后再将载体放入到100 mL的浓氨水溶液中，浓氨水被载体所吸收，静置2h后在100℃烘箱中烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h，得到整体式SCR催化剂。
催化剂评价方法同对比例1,。测试结果见表1。
实施例2：
将实施例1中120mL 0.5 mol/L 的硝酸钴水溶液中改成120mL 0.5 mol/L 的硝酸铁水溶液中，其余制备方法同实施例1。催化剂评价方法同对比例。测试结果见表1。
表1 催化剂脱硝率数据
Claims (4)
1.一种整体式低温SCR催化剂的制备方法，其特征在于，所述的载体采用等体积浸渍法制备，具体包括如下步骤：
将硝酸盐溶解到一定体积的水溶液中，然后将一定体积的堇青石蜂窝陶瓷放入到硝酸盐水溶液中，溶液刚好被载体所吸收，静置1～4h后在50～100℃烘箱中烘干，然后在200～500℃马弗炉中焙烧2～8h；
所述硝酸盐为硝酸钴、硝酸铁的一种或两种，硝酸盐水溶液的浓度为0.1～0.5mol/L；所述的堇青石蜂窝陶瓷孔密度为100～400孔/平方英寸。
2.根据权利要求1所述一种整体式低温SCR催化剂的制备方法，其特征在于，采用等体积浸渍法将活性组分氧化锰担载到改性载体上，包括以下步骤：
将一定体积的改性载体放入到一定体积的硝酸锰水溶液中，硝酸锰溶液被载体所吸收，静置1～4h后再将载体放入到一定体积的浓氨水溶液中，浓氨水被载体所吸收，静置1～4h后在50～100℃烘箱中烘干，然后在200～500℃马弗炉中焙烧2～8h；
所述的硝酸锰水溶液的浓度为1.0～4.0 mol/L。
3.一种整体式低温SCR催化剂，其特征在于，根据权利要求1或2所述方法制备得到；该催化剂的活性组分为氧化锰，载体为改性堇青石蜂窝陶瓷载体；
所述活性组分在催化剂中的质量百分比为5%-15%，其余为载体。
4.根据权利要求3所述一种整体式低温SCR催化剂在SCR脱硝反应的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161130 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |