CN111068654A - 一种中高温scr脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及脱硝催化剂领域，具体涉及一种中高温SCR脱硝催化剂，以蜂窝堇青石陶瓷块为载体，以ZrO2包裹TiO2为涂层，以WO3为活性组分，其中，TiO2的含量为5‑10wt.％，二氧化锆的含量为1‑4wt.％，WO3活性组分含量为0.5‑1.5wt.％，其它为载体重量。本发明以蜂窝堇青石陶瓷块为载体，以ZrO2包裹TiO2为涂层，以WO3活性组分，对氮氧化物的脱除效率高，具有涂层牢固，稳定性高，且具有良好的抗硫能力，成本相对于使用活性分子筛显著降低，适用于工业生产。

Description

一种中高温SCR脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及脱硝催化剂领域，具体涉及一种中高温SCR脱硝催化剂。
背景技术
随着雾霾天气逐渐增加，大气中的氮氧化物是形成雾霾的主要元凶之一， 同时氮氧化物是锅炉及内燃机排放的主要产物之一，现如今处理氮氧化物的主 要技术为选择性催化还原技术，此技术的核心在于催化剂，近年来，中低温 V2O5-WO3-TiO2在锅炉行业普及，其使用温度为200-450℃，温度过高容易导致 催化剂烧结，活性组分失去作用，同时V2O5具有毒性，回收工艺复杂，回收成 本较高。高温Fe-Bate涂覆催化剂也有研究，由于分子筛价格昂贵，工业应用成 本较高，因此开发低成本高温脱硝催化剂势在必行。
二氧化钛(化学式：TiO2，白色固体或粉末状的两性氧化物，分子量：79.9， 是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认 为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。钛白的粘附力强，不易起化学变化， 永远是雪白的。广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆 品等工业。它具有较好的晶型结构，较好的颗粒度及比表面积是较好的催化剂 载体
二氧化锆(化学式：ZrO2)是锆的主要氧化物，通常状况下为白色无臭无 味晶体，难溶于水、盐酸和稀硫酸。化学性质不活泼，且具有高熔点、高电阻 率、高折射率和低热膨胀系数的性质，使它成为重要的耐高温材料、高温载体 材料。
发明内容
基于上述技术背景，本发明提供了一种中高温SCR脱硝催化剂，以蜂窝堇 青石陶瓷块为载体，以ZrO2包裹TiO2为涂层，以WO3活性组分，对氮氧化物 的脱除效率高，具有涂层牢固，稳定性高，且具有良好的抗硫能力，成本相对 于使用活性分子筛显著降低，适用于工业生产。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种中高温SCR脱硝催化剂，以蜂窝堇青石陶瓷块为载体，以ZrO2包裹 TiO2为涂层，以WO3为活性组分，其中，TiO2的含量为5-10wt.％，二氧化锆的 含量为1-4wt.％，WO3活性组分含量为0.5-1.5wt.％，其它为载体重量；
一种中高温SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将去离子水、偏钨酸铵、二氧化锆溶胶、钛白粉按质量比(2-3)：(0.5-1)： (3-4.5)：(1.5-3)混合，搅拌均匀；
偏钨酸铵在500℃左右即分解为WO3，作为WO3的来源，二氧化锆溶胶用 以提供ZrO2，同时还具有稳定剂与粘接剂的作用；
S2、将混合好的原料投入球磨机内球磨0.1-0.5h，得到料浆；
S3、将蜂窝堇青石陶瓷块为载体浸渍在步骤五所制备的浆料中，浸渍一段 时间后取出，吹尽孔道中残液，空气中阴干后进行干燥，最后进行焙烧得到产 品5-10min后取出，吹尽孔道中残液，空气中阴干后100-130℃干燥3-5h，随后 400-600℃焙烧3-5h得到产品。
本发明的有益效果是：(1)成本低廉，原料偏钨酸铵成本仅为活性分子筛 的三分之一，降低成本；(2)对氮氧化物的脱除效率高，具有涂层牢固，稳定 性高，且具有良好的抗硫能力。
具体实施方式
下面是结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
S1、称量7.5kg的去离子水，加入搅拌机中；
S2、称量1.2kg的偏钨酸铵，倒入搅拌的水溶液中，搅拌0.2h；
S3、称量锆溶胶10.8kg慢慢加入搅拌的水溶液中，搅拌1.5h；
S4、称量钛白粉6.8份慢慢加入搅拌的溶液中，搅拌1.5h；
S5、将配置好的浆料加入分散剂后在球磨机内球磨0.2h；
S6、将蜂窝堇青石陶瓷块为载体浸渍在步骤五所制备的浆料中，浸渍5min 后取出，吹尽孔道中残液，空气中阴干后110℃干燥3h，随后550℃焙烧3h得到 产品，进行活性测试。
实施例2
S1、称量7.5kg的去离子水，加入搅拌机中
S2、称量1.4kg的偏钨酸铵，倒入搅拌的水溶液中.搅拌0.2h
S3、称量锆溶胶10.8kg慢慢加入搅拌的水溶液中，搅拌1.5h
S4、称量钛白粉6.8份慢慢加入搅拌的溶液中，搅拌1.5h。
S5、将配置好的浆料加入分散剂后在球磨机内球磨0.2h。
S6、将蜂窝堇青石陶瓷块为载体浸渍在步骤五所制备的浆料中，浸渍5min 后取出，吹尽孔道中残液，空气中阴干后110℃干燥3h，随后550℃焙烧3h得到 产品，进行活性测试。
实施例3
S1、称量7.5kg的去离子水，加入搅拌机中
S2、称量1.6kg的偏钨酸铵，倒入搅拌的水溶液中.搅拌0.2h
S3、称量锆溶胶10.8kg慢慢加入搅拌的水溶液中，搅拌1.5h
S4、称量钛白粉6.8份慢慢加入搅拌的溶液中，搅拌1.5h。
S5、将配置好的浆料加入分散剂后在球磨机内球磨0.2h。
S6、将蜂窝堇青石陶瓷块为载体浸渍在步骤五所制备的浆料中，浸渍5min 后取出，吹尽孔道中残液，空气中阴干后110℃干燥3h，随后550℃焙烧3h得到 产品，进行活性测试。
实施例4
S1、称量7.5kg的去离子水，加入搅拌机中
S2、称量1.8kg的偏钨酸铵，倒入搅拌的水溶液中.搅拌0.2h
S3、称量锆溶胶10.8kg慢慢加入搅拌的水溶液中，搅拌1.5h
S4、称量钛白粉6.8份慢慢加入搅拌的溶液中，搅拌1.5h。
S5、将配置好的浆料加入分散剂后在球磨机内球磨0.2h。
S6、将蜂窝堇青石陶瓷块为载体浸渍在步骤五所制备的浆料中，浸渍5min 后取出，吹尽孔道中残液，空气中阴干后110℃干燥3h，随后550℃焙烧3h得到 产品，进行活性测试。
实施例5
S1、称量7.5kg的去离子水，加入搅拌机中
S2、称量2.0kg的偏钨酸铵，倒入搅拌的水溶液中.搅拌0.2h
S3、称量锆溶胶10.8kg慢慢加入搅拌的水溶液中，搅拌1.5h
S4、称量钛白粉6.8份慢慢加入搅拌的溶液中，搅拌1.5h。
S5、将配置好的浆料加入分散剂后在球磨机内球磨0.2h。
S6、将蜂窝堇青石陶瓷块为载体浸渍在步骤五所制备的浆料中，浸渍5min 后取出，吹尽孔道中残液，空气中阴干后110℃干燥3h，随后550℃焙烧3h得到 产品，进行活性测试。
实施例1-5进行活性测试的条件为[NO]＝[NH3]＝300ppm、[O2]＝6％， [SO2]＝300ppm、其它为氮气，温度550℃，性能见表1
表1
Figure BDA0002328524510000051
由表1分析可得，在蜂窝堇青石陶瓷块载体负载150g/l左右的料浆时，所得 催化剂对氮氧化物的脱除效率为峰值，过少或过多均会影响脱除效率，工业生 产中可以根据实际需要控制负载量，节约用料，进一步降低成本。

Claims (5)

1.一种中高温SCR脱硝催化剂，其特征在于，以蜂窝堇青石陶瓷块为载体，以ZrO2包裹TiO2为涂层，以WO3为活性组分，其中，TiO2的含量为5-10wt.％，二氧化锆的含量为1-4wt.％，WO3活性组分含量为0.5-1.5wt.％，其它为载体重量。
2.一种权利要求1所述中高温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将去离子水、偏钨酸铵、二氧化锆溶胶、钛白粉按质量比(2-3)：(0.5-1)：(3-4.5)：(1.5-3)混合，搅拌均匀；
S2、将混合好的原料投入球磨机内球磨0.1-0.5h，得到料浆；
S3、将蜂窝堇青石陶瓷块为载体浸渍在步骤五所制备的浆料中，浸渍一段时间后取出，吹尽孔道中残液，空气中阴干后进行干燥，最后进行焙烧得到产品。
3.根据权利要求2所述一种中高温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，浸渍时间为5-10min。
4.根据权利要求2所述一种中高温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为100-130℃，干燥时间3-5h。
5.根据权利要求2所述一种中高温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为400-600℃，焙烧时间3-5h。
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