CN110773224B - 一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法 - Google Patents

一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110773224B
CN110773224B CN201910992815.5A CN201910992815A CN110773224B CN 110773224 B CN110773224 B CN 110773224B CN 201910992815 A CN201910992815 A CN 201910992815A CN 110773224 B CN110773224 B CN 110773224B
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
alkali metal
denitration catalyst
molecular sieve
zeolite molecular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910992815.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110773224A (zh
Inventor
荆国华
黄志伟
杜月瑶
张�杰
吕碧洪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaqiao University
Original Assignee
Huaqiao University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaqiao University filed Critical Huaqiao University
Priority to CN201910992815.5A priority Critical patent/CN110773224B/zh
Publication of CN110773224A publication Critical patent/CN110773224A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110773224B publication Critical patent/CN110773224B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
    • B01J29/10—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/14—Iron group metals or copper
    • B01J29/146—Y-type faujasite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Abstract

本发明公开了一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法，将Fe2O3负载于HY沸石分子筛载体制备得到的Fe2O3/HY催化剂，利用HY沸石分子筛的特殊孔道结构捕获碱金属元素，使得碱金属元素和活性组分Fe2O3分离，进而使催化剂具有很好的抗碱性能。本发明制备的催化剂在使用过程中不会对环境造成二次污染。相比于V2O5组分有毒的商业的V2O5‑WO3/TiO2脱硝催化剂，具有更好的SCR催化活性和更优秀的抗碱性能。本发明采用共沉淀法和浸渍法制备催化剂，操作过程简单且重复性很高，催化剂制备过程只需要借助常规的设备和仪器，适合工业化的大规模生产。

Description

一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法
技术领域
本发明属于脱硝催化剂技术领域，具体涉及一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法。
背景技术
工业烟气含有一定量的氮氧化物，直接排放会对环境造成极大的危害。目前最有效的控制氮氧化物排放的方法为选择性催化还原法，利用还原剂氨气，在氧气存在的条件下将氮氧化物还原为氮气和水。烟气中含有一定量的飞灰，飞灰中的碱金属物质对SCR催化剂具有很强的毒害作用，会使得催化剂表面
Figure BDA0002238845220000011
酸位点减少，严重影响催化剂的活性甚至会使得催化剂失活。目前商用的SCR催化剂为V2O5-WO3/TiO2催化剂，其中活性组分V2O5具有高毒性且会挥发对环境造成二次危害等缺点，抵抗碱金属中毒的能力也比较差。因此，开发一种不仅具有良好的催化性能还具有较强的抗碱金属中毒的能力的新型无毒脱硝催化剂代替现有的商业催化剂显得十分重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O混合后，加过量氨水调节pH至9.0后过滤，所得固体经去离子水洗涤至中性，干燥后得到固体Fe3O4；
(2)将上述固体Fe3O4研磨成粉状后，与HY沸石分子筛粉末于去离子水中均匀分散混合，充分去除水分；
(3)将步骤(2)所得的物料研磨至细粉末状，煅烧后即得所述抗碱金属脱硝催化剂，该抗碱金属脱硝催化剂中Fe2O3的含量10-40wt％，HY沸石分子筛的含量为60-90wt％；上述煅烧具体为：以1-3℃/min的速率升温至200-500℃，然后直接自然冷却至室温。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中的干燥的温度为60-180℃，时间为4-12h。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中，FeSO4和FeCl3的摩尔比为0.8-1.2∶1.5-2.5。
进一步优选的，所述步骤(1)中，FeSO4和FeCl3的摩尔比为1∶2。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中的充分去除水分的方法是通过旋蒸和干燥。
进一步优选的，所述步骤(2)中的干燥的温度为60-180℃，时间为4-12h。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中的煅烧具体为：以2℃/min的速率升温至300℃，然后直接自然冷却至室温。
本发明的有益效果是：
1、本发明将Fe2O3负载于HY沸石分子筛载体制备得到的Fe2O3/HY催化剂，利用HY载体的特殊孔道结构捕获碱金属元素，使得碱金属元素和活性组分Fe2O3分离，进而使催化剂具有很好的抗碱性能。
2、本发明制备的催化剂在使用过程中不会对环境造成二次污染。相比于V2O5组分有毒的商业的V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂，具有更好的SCR催化活性和更优秀的抗碱性能。
3、本发明采用共沉淀法和浸渍法制备催化剂，操作过程简单且重复性很高，催化剂制备过程只需要借助常规的设备和仪器，适合工业化的大规模生产。
附图说明
图1为Fe2O3/HY催化剂在不同Na+含量时的SCR催化性能图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1：
(1)取104.5g FeSO4·7H2O和202.65g FeCl3·6H2O配置成混合溶液，加入过量NH3·H2O，调节pH到9.0，将沉淀过滤并用去离子水洗涤至中性，80℃干燥12h，得到Fe3O4，研磨成粉状备用。
(2)取8.29g步骤(1)中粉末和20g HY沸石分子筛粉末加入去离子水中，超声搅拌使其均匀分散混合，旋蒸除去水分，80℃干燥8h。
(3)将步骤(2)中所得粉末研磨至细粉末状，取5g倒入坩埚，均匀摊开后放入马弗炉内，设置程序升温为每分钟升温2℃，温度升高至300℃，不用维持直接自然冷却至室温，即可得到Fe2O3-HY催化剂。
实施例2：
取0.0425g NaNO3溶解于去离子水中，加入5.00g实施例1中制备的催化剂，超声搅拌均匀，旋蒸除去水分，80℃干燥后得到Na+负载量为100μmol/g的Fe2O3/HY-100催化剂。
实施例3：
取0.2125g NaNO3溶解于去离子水中，加入5.00g实施例1中制备的催化剂，超声搅拌均匀，旋蒸除去水分，80℃干燥后得到Na+负载量为500μmol/g的Fe2O3/HY-500催化剂。
实施例4：
取0.425g NaNO3溶解于去离子水中，加入5.00g实施例1中制备的催化剂，超声搅拌均匀，旋蒸除去水分，80℃干燥后得到Na+负载量为1000μmol/g的Fe2O3/HY-1000催化剂。
实施例5：
取实施例1至实施例4中各催化剂，过筛至40-60目，取0.50g进行SCR反应。反应模拟烟气条件为600ppm NO，600ppm NH3，3vol％O2，平衡气为N2，总流量为600mL/min。将模拟烟气通入装有0.50g催化剂的石英反应器中，将反应器程序升温，记录出口处NO浓度的变化并转化为NO的转化率。所得结果如图1所示，可以看出，Fe2O3/HY具有很好的SCR活性，在300-400℃区间内NO的转化率在75％以上，即使当Na+的负载量高达1000μmol/g时，催化剂仍能在300-400℃区间内维持90％以上的NO的转化率。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O混合后，加过量氨水调节pH至9.0后过滤，所得固体经去离子水洗涤至中性，干燥后得到固体Fe3O4；FeSO4和FeCl3的摩尔比为0.8-1.2:1.5-2.5；
（2）将上述固体Fe3O4研磨成粉状后，与HY沸石分子筛粉末于去离子水中均匀分散混合，充分去除水分；
（3）将步骤（2）所得的物料研磨至细粉末状，煅烧后即得所述抗碱金属脱硝催化剂，该抗碱金属脱硝催化剂中Fe2O3的含量10-40 wt%，HY沸石分子筛的含量为60-90 wt%；上述煅烧具体为：以1-3 ℃/min的速率升温至200-500 ℃，然后直接自然冷却至室温。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的干燥的温度为60-180℃，时间为4-12 h。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，FeSO4和FeCl3的摩尔比为1:2。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的充分去除水分的方法是通过旋蒸和干燥。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的干燥的温度为60-180℃，时间为4-12 h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的煅烧具体为：以2 ℃/min的速率升温至300 ℃，然后直接自然冷却至室温。
CN201910992815.5A 2019-10-18 2019-10-18 一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法 Active CN110773224B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910992815.5A CN110773224B (zh) 2019-10-18 2019-10-18 一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910992815.5A CN110773224B (zh) 2019-10-18 2019-10-18 一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110773224A CN110773224A (zh) 2020-02-11
CN110773224B true CN110773224B (zh) 2022-08-26

Family

ID=69385888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910992815.5A Active CN110773224B (zh) 2019-10-18 2019-10-18 一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110773224B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112569952A (zh) * 2020-11-17 2021-03-30 上海应用技术大学 一种掺杂钐的氧化铁scr脱硝催化剂及其制备方法与应用
CN113083314B (zh) * 2021-04-07 2022-09-27 南昌航空大学 一种钒掺杂铁基低温脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN114433195B (zh) * 2021-12-20 2024-04-16 安徽工业大学 一种具有高抗碱的hzsm-5基分子筛脱硝催化剂及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102513145A (zh) * 2011-11-14 2012-06-27 天津大学 用于丙烯腈氧化尾气NOx净化的Fe分子筛催化剂和制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7939039B2 (en) * 2007-09-11 2011-05-10 GM Global Technology Operations LLC Bimetallic catalyst for NOx reduction in engine exhaust
CA2809440C (en) * 2010-08-27 2018-01-23 Technical University Of Denmark Mordenite - type zeolite scr catalysts with iron or copper
CN103801387A (zh) * 2012-11-15 2014-05-21 中国海洋大学 一种用于光催化氧化半焦基烟气脱硫、脱硝剂及其制备方法
CN103537279B (zh) * 2013-10-15 2015-12-02 北京工业大学 一种添加助剂的低温脱硝催化剂及其制备方法
CN106732759A (zh) * 2015-11-19 2017-05-31 中国石油化工股份有限公司 一种scr烟气脱硝催化剂及其制备方法
CN106582874A (zh) * 2016-11-25 2017-04-26 南京理工大学 一种耐高温磷钨酸吸附型铁基氧化物催化剂及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102513145A (zh) * 2011-11-14 2012-06-27 天津大学 用于丙烯腈氧化尾气NOx净化的Fe分子筛催化剂和制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110773224A (zh) 2020-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110773224B (zh) 一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法
CN111229212B (zh) 一种co-scr脱硝催化剂及制备方法与应用
CN113413904B (zh) 一种g-C3N4负载型锰铈复合氧化物低温NH3-SCR催化剂及其制备方法与应用
CN106732759A (zh) 一种scr烟气脱硝催化剂及其制备方法
CN105013474B (zh) 具有有序分级孔结构的金属氧化物脱硝催化剂的制备方法
CN108393085B (zh) 一种凹凸棒石负载铈掺杂MnTiOX三元组分低温脱硝催化剂及制备方法
CN111530475B (zh) 一种稀土基中低温脱硝催化剂粉体及其制备方法
US9802180B2 (en) Catalyst for synergistic control of oxynitride and mercury and method for preparing the same
CN106390990A (zh) 一种特种废气脱硝催化剂的改性方法
CN112742413B (zh) 一种低温scr脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN106732505A (zh) 脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN107008323B (zh) 一种用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法
CN113042066B (zh) 一种烟气脱硝催化剂及其制备方法
CN111420702A (zh) 一种高活性抗水抗硫低温scr脱硝催化剂及其制备方法
CN106000435B (zh) 蜂窝式V2O5-Pr6O11-SbPO4/TiO2基低温抗硫脱硝催化剂及制法
CN107983354B (zh) 一种抗碱中毒铜基尖晶石低温脱硝催化剂的制备方法
CN108514881B (zh) 一种用于NH3催化氧化的纳米棒状结构的Cu-Ce催化剂、制备方法以及应用
CN106362733A (zh) 一种耐高温锰基氧化物催化剂及其制备方法
CN107469811A (zh) 一种宽温度窗口脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN108686651A (zh) 一种烟气同时脱硝脱汞的催化剂及其制备方法和应用
CN105214644A (zh) 改性钛白粉及其制备方法和应用
CN108745421A (zh) 一种适用于烟气脱硝的稀土基scr催化剂的制备方法
CN112246268A (zh) 一种新型高效的臭氧催化材料及其制备方法
CN102179252B (zh) 一种选择性催化氧化氨的Cu/CeOx-TiO2催化剂及其制备方法
CN107913695B (zh) 一种抗重金属沉积的脱硝催化剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant