CN106268786A - 一种低温脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

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刘江峰
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Abstract

本发明公开了一种低温脱硝催化剂及其制备方法,其主要组成成分是:纳米TiO2粉体50‑100份、硝酸铈0.05‑10份、硝酸镧1‑6份、醋酸锰0.5‑10份、醋酸锑0.05‑10份、羧甲基纤维素1‑5份、聚氧化乙烯1‑5份。其制备方法是先将硝酸铈、硝酸镧、醋酸锰、醋酸锑混合均匀,煅烧,然后再配以纳米TiO2、羧甲基纤维素、聚氧化乙烯,混合均匀,干燥、煅烧后得成品。本发明的脱硝催化剂具有成本低、比表面积高、工作温度宽、同时具有良好的低温脱硝性能。

Description

一种低温脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及催化剂制造领域,具体的说是一种低温脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
[0002] 我国的能源结构以煤炭为主,燃煤电厂在生产过程中产生大量的粉尘、S0x、N0x和 有害金属元素等。烟气中排放的氮氧化物(NO x)对环境的危害比硫化物更为严重,大气中的 NOx能引起酸雨、光化学烟雾、地表水富营养化等破坏生态环境并危及人类健康的一系列问 题。
[0003] 目前,我国对于燃烧产生的NOx控制方法主要有燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后 控制三类。燃烧前控制是指选用低氮燃料,但成本很高,工程应用较少;燃烧中控制,即改进 燃烧方式,在燃烧过程中降低氮氧化物的生成(包括低氧燃烧技术、多端燃烧技术等);燃烧 后控制是指在烟道尾部加装脱硝装置,将烟气中的NO x转变为无害的N2或有用的肥料,包括 吸收法、吸附法、非选择性催化还原法(SNCR)和选择性催化还原法(SCR)等。
[0004] 选择性催化还原法(selective catalytic reduction,SCR)以其反应温度较低, 净化率高,运行可靠,二次污染小等优点,在发达国家已成为脱除NOx的首选方法。在SCR技 术中,催化剂是核心,其成本约占 SCR系统总成本的20%~40%,催化剂的性能直接影响NOx 的脱除效果。从目前公开的专利可以看出,各种(SCR)脱硝催化剂所使用的载体和活性组分 各不相同,常用的载体有TiO2、分子筛、Al 2O3和活性炭等。公开号为CNl 151705A、 CN1777477A、CN1642636A的专利使用单一的TiO2载体,其活性组分及活性组分形成的化学 反应机理也有本质不同。公开号为CN1792431A的专利采用复合载体,以双氧化物Al 2O3和 TiO2为复合载体,同时用蜂窝陶瓷做骨架材料,采用浸渍和涂覆的方式将活性物质V2O 5和 WO3负载到复合载体和骨架材料上。常规的蜂窝式催化剂制造是以含WO3的纳米级TiO 2作为 主要原料与工艺水、粘合剂、助挤剂、扩孔剂、润滑剂、玻璃纤维等充分混炼得到塑性泥料, 将塑性泥料挤出成型为湿态蜂窝催化剂坯体,经干燥、煅烧得到成型催化剂。但因目前国内 催化用含WO 3纳米级TiO2的生产厂家较少,价格较高,催化剂制造成本受到很大制约,利润空 间有限。
[0005] 因此,针对上述不足,开发一种成本低、比表面积高、工作温度宽、同时具有良好的 低温脱硝性能的催化剂还有待进一步的研究。
发明内容
[0006] 本发明针对现有技术上的不足,提供了一种成本低、比表面积高、工作温度宽、同 时具有良好的低温脱硝性能的催化剂。
[0007] 为了解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种低温脱硝催化剂,该催化剂由 以下重量份数的各组分制备而成: 纳米TiO2粉体 50-100份 硝酸铈 0. 05-10份
[0008] 硝酸镧 1-6份 醋酸锰 0.5-10份 醋酸锑 0.05-10份
[0009] 竣甲基纤维素 0· 05-5份 聚氧化乙烯 1-5份。.
[0010] 本发明所述的一种低温脱硝催化剂及其制备方法,按以下步骤操作:
[0011] 1)将硝酸铈、硝酸镧、醋酸锰和醋酸锑混合均匀,煅烧,得样品a;
[0012] 2)将所述样品a研磨,得样品b;
[0013] 3)将样品b配以纳米Ti02、羧甲基纤维素和聚氧化乙烯,混合均匀,煅烧,得样品c;
[0014] 4)将样品c研磨至粒径为0-3微米,得所述产物脱硝催化剂。
[0015] 本发明方法中所述的硝酸铈、硝酸镧、醋酸锰和醋酸锑四者的质量比为1-6:1:6: 0.1。
[0016] 本发明方法中所述的硝酸铈、硝酸镧、醋酸锰、醋酸锑的混合物的煅烧温度为: 400-500 °C,煅烧时间为30-40h。
[0017] 本发明方法中所述的样品用研钵研磨至0.5-5微米。
[00Ί8]本发明方法中所述的纳米Ti〇2的粒径为:0.5-2微米。
[0019] 本发明方法中所述的纳米Ti02、羧甲基纤维素、聚氧化乙烯的质量比为70-90: 0.5:1 〇
[0020] 本发明方法中所述的样品b、纳米Ti〇2、羧甲基纤维素和聚氧化乙烯混合物的煅烧 温度为:400-500 °C,煅烧时间为30-40h。
[0021] 本发明的优点和有益效果:本发明提出了一种脱硝催化剂及其制备方法,使用原 料成本低;纳米TiO2粉体的加入不仅增大了催化剂的比表面积提升了催化剂活性,也使分 散更均匀,容易成型;聚氧化乙烯为造孔剂,适当的比例可以提升催化剂的脱硝效率;醋酸 锰、硝酸铈、醋酸锑和硝酸镧作为活性组分的加入,可使催化剂工作温度宽、同时具有良好 的低温脱硝性能。
具体实施方式
[0022] 下面通过实施例进一步描述本发明,但本发明并不仅仅局限于以下实施例。
[0023] 实施例1
[0024]按照下述重量份数称取个组分: 纳米TiO2粉体 70份 硝酸铈 2份 硝酸镧 1份
[0025] 醋酸锰 6汾 醋酸锑 0. 1份 羧甲基纤维素 0. 5份 聚氧化乙烯 1份
[0026] -种低温脱硝催化剂及其制备方法,步骤如下:
[0027] 1)将硝酸铈、硝酸镧、醋酸锰和醋酸锑混合均匀,400 °C煅烧33h,得样品a;
[0028] 2)将所述样品a研磨至粒径为0-3微米,得样品b;
[0029] 3)将样品b配以纳米TiO2、羧甲基纤维素和聚氧化乙烯,混合均匀,450 °C煅烧30h, 得样品c;
[0030] 4)将样品c研磨至粒径为0-3微米,得所述产物一种低温脱硝催化剂。
[0031] 实施例2 纳米TiO2粉体 80份 硝酸铈 5份 硝酸镧 1份
[0032] 醋酸锰 6:份 醋酸锑 0. 1份 羧甲基纤维素 0,5份 聚氧化乙烯 1份
[0033] -种低温脱硝催化剂及其制备方法,步骤如下:
[0034] 1)将硝酸铈、硝酸镧、醋酸锰、醋酸锑混合均匀,460 °C煅烧35h,得样品a;
[0035] 2)将所述样品a研磨至粒径为0-3微米,得样品b;
[0036] 3)将样品b配以纳米TiO2、羧甲基纤维素和聚氧化乙烯,混合均匀,400 °C煅烧33h, 得样品c;
[0037] 4)将样品c研磨至粒径为0-3微米,得所述产物一种低温脱硝催化剂。
[0038] 实施例3 纳米TiO2粉体 90份
[0039] 硝酸铈 5份 硝酸镧 1份 醋酸锰 6份
[0040] 醋酸锑 0. 1份 羧甲基纤维素 0.5份 聚氧化乙烯 1份
[0041 ] -种低温脱硝催化剂及其制备方法,步骤如下:
[0042] 1)将硝酸铈、硝酸镧、醋酸锰和醋酸锑混合均匀,500 °C煅烧38h,得样品a;
[0043] 2)将所述样品a研磨至粒径为0-3微米,得样品b;
[0044] 3)将样品b配以纳米TiO2、羧甲基纤维素、聚氧化乙烯,混合均匀,480 °C煅烧35h, 得样品c;
[0045] 4)将样品c研磨至粒径为0-3微米,得所述产物一种低温脱硝催化剂。

Claims (8)

1. 一种低温脱硝催化剂及其制备方法,其特征在于,该催化剂由以下重量份数的各组 分组成: 纳米1102粉体 50-100份 硝酸铈 0.0.5-10份 硝酸镧 1-6份 醋酸锰 0. 5-10份 醋酸锑 0, 05-10份 羧甲基纤维素 0. 05-5份 聚氧化乙烯 1-5份。
2. 根据权利要求1所述的一种低温脱硝催化剂及其制备方法,其特征在于,按以下步骤 操作: 1) 将硝酸铈、硝酸镧、醋酸锰和醋酸锑混合均匀,煅烧,得样品a; 2) 将所述样品a研磨,得样品b; 3) 将样品b配以纳米Ti02、羧甲基纤维素和聚氧化乙烯,混合均匀,煅烧,得样品c; 4) 将样品c研磨至粒径为0-3微米,得所述产物脱硝催化剂。
3. 根据权利要求2所述的一种低温脱硝催化剂及其制备方法,其特征在于,硝酸铈、硝 酸镧、醋酸锰和醋酸锑四者的质量比为1 -6:1:6:0.1。
4. 根据权利要求2所述的一种低温脱硝催化剂及其制备方法,其特征在于,硝酸铈、硝 酸镧、醋酸锰和醋酸锑的混合物的煅烧温度为:400-500 °C,煅烧时间为30-40h。
5. 根据权利要求2所述的一种低温脱硝催化剂及其制备方法,其特征在于,样品用研钵 研磨至0.5-5微米。
6. 根据权利要求2所述的一种低温脱硝催化剂及其制备方法,其特征在于,纳米Ti02的 粒径为:0.5-2微米。
7. 根据权利要求2所述的一种低温脱硝催化剂及其制备方法,其特征在于,纳米Ti02、羧 甲基纤维素和聚氧化乙烯的质量比为70-90:0.5:1。
8. 根据权利要求2所述的一种低温脱硝催化剂及其制备方法,其特征在于,样品b、纳米 Ti02、羧甲基纤维素和聚氧化乙烯混合物的煅烧温度为:400-500°C,煅烧时间为30-40h。
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