CN112023917A - 一种宽温度窗口高效脱硝催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种宽温度窗口高效脱硝催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112023917A CN112023917A CN202010775910.2A CN202010775910A CN112023917A CN 112023917 A CN112023917 A CN 112023917A CN 202010775910 A CN202010775910 A CN 202010775910A CN 112023917 A CN112023917 A CN 112023917A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- catalyst
- palygorskite
- temperature
- denitration
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 48
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 14
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 9
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium chloride Substances Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- FLWXWKDFOLALOB-UHFFFAOYSA-H dysprosium(3+);trisulfate Chemical compound [Dy+3].[Dy+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O FLWXWKDFOLALOB-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 claims description 8
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 claims description 8
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 claims description 8
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 15
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007848 Bronsted acid Substances 0.000 description 1
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/34—Manganese
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及本发明涉及宽温度窗口脱硝催化剂技术领域，尤其是涉及一种宽温度窗口高效脱硝催化剂及其制备方法和应用，该催化剂以锰元素和镝元素为活性组分，以氧化铝和坡缕石混合构成载体，锰元素、镝元素、氧化铝和坡缕石的摩尔比为1:0.05‑0.2:0.04:1。与现有技术相比，本发明的催化剂在宽温度区间内表现出较高的脱硝活性以及抗水抗硫性能，有利于使SCR脱硝装置布置于火电厂尾部烟道，以减少余热损失，提高火电厂运行经济性。
Description
技术领域
本发明涉及宽温度窗口脱硝催化剂技术领域，尤其是涉及一种宽温度窗口高效脱硝催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
工业烟气排放的氮氧化物已经导致了严重的空气污染和环境问题，包括酸雨、光化学烟雾以及温室效应等等。主要的氮氧化物来源是燃煤电厂排放出来的废气，目前为止，利用NH3选择性催化还原(SCR)已经被证明是除去NOx最有效的方法。自20世纪70年代以来，V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂已被用于工业原料的开发，但钒基催化剂存在一些不可避免的缺点，例如钒的毒性、NH3对N2O的过度氧化、300-400℃较窄的高温反应窗口等。由于操作温度高，V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂必须放置在净化系统和脱硫装置的上游，这会导致催化剂在粉尘和二氧化硫存在的情况下快速失活。在净化系统和脱硫装置后面安装脱硝催化剂是避免不良影响的一个很好的选择，此外，这种SCR末端配置系统也非常便于实际应用。然而，烟气温度会降得太低，无法满足锅炉中V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂的运行温度。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中高温脱硝催化剂存在的中毒失活和催化剂使用效率不高等问题而提供一种宽温度窗口高效脱硝催化剂及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明第一方面提供一种宽温度窗口高效脱硝催化剂，该催化剂以锰元素和镝元素为活性组分，以氧化铝和坡缕石混合构成载体，基于最佳的实验活性性能选取锰元素、镝元素、氧化铝和坡缕石的摩尔比为1:0.05-0.2:0.04:1。
优选地，锰元素、镝元素、氧化铝和坡缕石的摩尔比为1:0.1:0.04:1。
本发明第二方面提供所述的宽温度窗口高效脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将坡缕石放置于去离子水中并分散形成悬浮浆液，室温下搅拌、静置，制备得到坡缕石浆液，记为溶液1；
S2：室温下将AlCl3置于容器内，逐滴加入NaOH溶液，剧烈搅拌形成乳白色溶液，然后加入溶液1，加热条件下剧烈搅拌，再加入NaOH溶液直至上清液的pH值变为中性，记为溶液2；
S3：分别将硫酸锰、硫酸镝和(NH4)2S2O8加入到溶液2中，混合均匀；
S4：将步骤S3得到的溶液在加热条件下剧烈搅拌；
S5：将步骤S4得到的热溶液过滤并洗涤去除杂质，干燥、煅烧，得到所述的宽温度窗口高效脱硝催化剂。
优选地，步骤S1中，坡缕石浆液的固体含量为4g/h。
优选地，步骤S1中，室温下搅拌的时间为4h，静置时间为1h。
优选地，步骤S2中，NaOH溶液的浓度为1.5mol/L。
优选地，步骤S2中，AlCl3、第一次加入的NaOH溶液中的NaOH以及溶液1中固体的量之比为：2.5mol:0.1875mol:10g。
优选地，步骤S2中，加热条件下剧烈搅拌是指：80℃下剧烈搅拌2h。
优选地，步骤S3中，硫酸锰、硫酸镝、(NH4)2S2O8和步骤S2中AlCl3的使用量之比为1:0.05-0.2:0.12:2.5。
优选地，步骤S4中，加热条件下剧烈搅拌是指：80℃下剧烈搅拌2h。
优选地，步骤S5中，洗涤的条件为：去离子水水洗数次。
优选地，步骤S5中，干燥在80℃下进行。
优选地，步骤S5中，煅烧的条件为：500℃下煅烧2h。
本发明第三方面提供所述的宽温度窗口高效脱硝催化剂的应用，将其应用于烟气脱硝的催化剂。
优选地，该催化剂应用于烟气脱硝时，在150～350℃范围内具有90％以上的NOx转化效率。
本发明以Mn和Dy作为催化剂的活性组分，在制备了Al2O3-坡缕石载体的基础上制备了该催化剂。根据XPS的表征结果，催化剂的Mn元素主要以Mn4+存在，该物质可以在低温下有效促进NO氧化成NO2，尤其是活性最好的催化剂表现出最高的Mn4+含量，对应于其最好的催化活性；同时该催化剂表现出较高的化学吸附氧，其比晶格氧更加具有活性，有利于低温下SCR反应的发生。根据TPD的结果分析，催化剂在弱酸性位点上表现出很强的酸性，有利于更多的NH3物质尤其是NH4+吸附在催化剂表面，促进低温下的脱硝活性。根据红外实验结果分析，最优催化剂在低温段NH4+-Bronsted酸位点明显增多，这与TPD的结论一致。
此外，原位红外的结果表明，该催化剂的SCR反应中是E-R和L-H机理共存的，且E-R机理占主导地位，在低温段的E-R机理中，吸附的NH3物质和路易斯酸位点上的NH3相配位，进而和气态的NO反应，适量的Dy的加入有利于桥接亚硝酸盐的形成，其是NO转化的关键因素。同时Dy的加入还增强了NH3吸附的能力，可以加速SCR反应在低温段的进行。
与现有技术相比，本发明催化剂可以用在燃气轮机和燃煤锅炉等排除的废气中的氮氧化物中，可以明显提高催化剂低温脱硝活性和抗水抗硫性能。与现有技术相比，本发明提供的催化剂在低温时具有较高的催化还原NO的活性，即在脱硝温度为150℃以上时，NO的转化率达到90％以上。催化剂制备工艺简单，环保无污染，采用双金属组分克服了催化剂因活性组分单一而容易受水蒸气和SO2影响的问题，具有较强的工业应用价值。本发明制备得到的催化剂在150-450℃下，特别是在300℃以下，较基准催化剂在活性与抗水抗SO2能力上有大幅提高，更利于使SCR脱硝装置布置于火电厂尾部烟道，以减少余热损失，提高火电厂运行经济性。
附图说明
图1为本发明催化剂与普通催化剂在相同条件下进行烟气脱硝的催化效率；
图2为本发明催化剂与普通催化剂的抗水抗SO2性能图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明实施例中所用催化反应器采用购自浙江泛泰仪器有限公司的外径为16mm、长480mm的4100型固定床微反评价装置，原料气经过预热进入反应器，反应温度在100-400℃，流速为1000ml/min，空间速度108000h-1，模拟烟气组成：NO为600ppm，NH3为600ppm以及O2为5％，其余气体Ar作为平衡气，气体流量由购自北京七星华创电子有限公司的CS200型质量流量计控制。本发明所用的NO，NH3摩尔浓度为1％，余量为Ar，购自上海伟创标准气体有限公司，O2、Ar纯度为99.99，购自江南混合气体有限公司；所用的药品纯度为99.9％的硫酸锰、硫酸镝、氯化铝，坡缕石均购自阿拉丁。
实施例1
根据本发明制作的用于催化还原的NO催化剂，其中活性组分的摩尔比为Mn、Dy、Al2O3和坡缕石的比例为1：0.05：0.04：1。具体制备步骤如下：
(1)将坡缕石放置于去离子水中并分散形成一种悬浮浆液，在室温下搅拌4h，静置1h制备一个固体含量为4g/100ml的坡缕石浆液，记为溶液1；
(2)在室温下将2.5mol的AlCl3放置于三颈烧瓶中，逐滴加入1.5mol/L的125ml的NaOH溶液，剧烈搅拌并形成乳白色溶液，然后将250ml的溶液1加入到上述溶液中，在80℃下剧烈搅拌2h，然后将上述42ml的NaOH溶液加入到溶液中直到上清液的pH值变为中性，记为溶液2；
(3)分别将1mol的硫酸锰、0.05mol的硫酸镝以及0.12mol(NH4)2S2O8加入到上述溶液2中，混合均匀；
(4)将上述步骤(3)得到的溶液在80℃下剧烈搅拌2h；
(5)将步骤(4)所得到热溶液过滤并用去离子水水洗数次去除杂质，在80℃下干燥，并在500℃下煅烧2h，即得该宽温度窗口催化剂A。
实施例2
根据本发明制作的用于催化还原的NO催化剂，其中活性组分的摩尔比为Mn、Dy、Al2O3和坡缕石的比例为1：0.1：0.04：1。具体制备步骤如下：
(1)将坡缕石放置于去离子水中并分散形成一种悬浮浆液，在室温下搅拌4h，静置1h制备一个固体含量为4g/100ml的坡缕石浆液，记为溶液1；
(2)在室温下将2.5mol的AlCl3放置于三颈烧瓶中，逐滴加入1.5mol/L的125ml的NaOH溶液，剧烈搅拌并形成乳白色溶液，然后将250ml的溶液1加入到上述溶液中，在80℃下剧烈搅拌2h，然后将上述42ml的NaOH溶液加入到溶液中直到上清液的pH值变为中性，记为溶液2；
(3)分别将1mol的硫酸锰、0.1mol的硫酸镝以及0.12mol(NH4)2S2O8加入到上述溶液2中，混合均匀；
(4)将上述步骤(3)得到的溶液在80℃下剧烈搅拌2h；
(5)将步骤(4)所得到热溶液过滤并用去离子水水洗数次去除杂质，在80℃下干燥，并在500℃下煅烧2h，即得该宽温度窗口催化剂B。
实施例3
根据本发明制作的用于催化还原的NO催化剂，其中活性组分的摩尔比为Mn、Dy、Al2O3和坡缕石的比例为1：0.2：0.04：1。具体制备步骤如下：
(1)将坡缕石放置于去离子水中并分散形成一种悬浮浆液，在室温下搅拌4h，静置1h制备一个固体含量为4g/100ml的坡缕石浆液，记为溶液1；
(2)在室温下将2.5mol的AlCl3放置于三颈烧瓶中，逐滴加入1.5mol/L的125ml的NaOH溶液，剧烈搅拌并形成乳白色溶液，然后将250ml的溶液1加入到上述溶液中，在80℃下剧烈搅拌2h，然后将上述42ml的NaOH溶液加入到溶液中直到上清液的pH值变为中性，记为溶液2；
(3)分别将1mol的硫酸锰、0.2mol的硫酸镝以及0.12mol(NH4)2S2O8加入到上述溶液2中，混合均匀；
(4)将上述步骤(3)得到的溶液在80℃下剧烈搅拌2h；
(5)将步骤(4)所得到热溶液过滤并用去离子水水洗数次去除杂质，在80℃下干燥，并在500℃下煅烧2h，即得该宽温度窗口催化剂C。
应用例
将实施例1、2、3所得的宽温度脱硝Mn-Dy/Al2O3-坡缕石和普通商用催化剂V2O5-WO3(MoO3)/TiO2(记为催化剂D)分别在100-400℃下进行脱硝反应实验。
实验测试开始之前先用模拟烟气中的NO通入固定床微反评价装置，让宽温度窗口脱硝催化剂和普通催化剂吸附NO饱和，避免因宽温度脱硝催化剂和普通催化剂的吸附引起NO的减少；模拟气体(烟气流速1000ml/min，气体浓度：NO为600ppm，NH3为600ppm以及O2为5％，其余气体为Ar)混合后送入固定床微反评价装置在宽温度窗口脱硝催化剂和普通催化剂的作用下，NH3将NO还原为N2，反应后的混合气体经过磷酸溶液吸收未反应的NH3后经排气管排入大气，进、出口的NO浓度采用德图烟气分析仪检测，其脱硝活性如图1所示。
从图1可以看出，采用本发明制备得到的催化剂，在100-350℃温度范围内的活性都比普通催化剂表现的活性高，其中Mn、Dy、Al2O3和坡缕石的摩尔比为1：0.1：0.04：1时，催化剂B表现出最高的活性，并且在150-350℃内均表现出了90％以上的转化效率。
图2为不同催化剂在200℃时抗水和抗SO2活性图，可见Mn、Dy、Al2O3和坡缕石的摩尔比为1：0.1：0.04：1时，催化剂A表现出来的抗SO2和抗水性能最佳，在实验过程中，NO转换率一直保持在90％以上，而催化剂B和C表现出的NO转换率则低了8％-10％。
综上，本发明制备的催化剂在较宽的温度区间内都能保持较高的活性和抗水抗硫性能，尤其当Mn、Dy、Al2O3和坡缕石的比例为1：0.1：0.04：1时，该催化剂表现出优异的活性和抗水抗硫性能，有利于使SCR脱硝装置布置于火电厂尾部烟道，以减少余热损失，提高火电厂运行经济性。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种宽温度窗口高效脱硝催化剂，其特征在于，该催化剂以锰元素和镝元素为活性组分，以氧化铝和坡缕石混合构成载体，锰元素、镝元素、氧化铝和坡缕石的摩尔比为1:0.05-0.2:0.04:1。
2.根据权利要求1所述的一种宽温度窗口高效脱硝催化剂，其特征在于，锰元素、镝元素、氧化铝和坡缕石的摩尔比为1:0.05-0.2:0.04:1。
3.如权利要求1或2所述的一种宽温度窗口高效脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将坡缕石放置于去离子水中并分散形成悬浮浆液，室温下搅拌、静置，制备得到坡缕石浆液，记为溶液1；
S2：室温下将AlCl3置于容器内，逐滴加入NaOH溶液，剧烈搅拌形成乳白色溶液，然后加入溶液1，加热条件下剧烈搅拌，再加入NaOH溶液直至上清液的pH值变为中性，记为溶液2；
S3：分别将硫酸锰、硫酸镝和(NH4)2S2O8加入到溶液2中，混合均匀；
S4：将步骤S3得到的溶液在加热条件下剧烈搅拌；
S5：将步骤S4得到的热溶液过滤并洗涤去除杂质，干燥、煅烧，得到所述的宽温度窗口高效脱硝催化剂。
4.根据权利要求3所述的一种宽温度窗口高效脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，包括以下条件中任一项或多项：
(i)坡缕石浆液的固体含量为4g/h；
(ii)室温下搅拌的时间为4h，静置时间为1h。
5.根据权利要求3所述的一种宽温度窗口高效脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，包括以下条件中任一项或多项：
(i)NaOH溶液的浓度为1.5mol/L；
(ii)AlCl3、第一次加入的NaOH溶液中的NaOH以及溶液1中固体的量之比为：2.5mol:0.1875mol:10g；
(iii)加热条件下剧烈搅拌是指：80℃下剧烈搅拌2h。
6.根据权利要求3所述的一种宽温度窗口高效脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3中，硫酸锰、硫酸镝、(NH4)2S2O8和步骤S2中AlCl3的使用量之比为1:0.05-0.2:0.12:2.5。
7.根据权利要求3所述的一种宽温度窗口高效脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S4中，加热条件下剧烈搅拌是指：80℃下剧烈搅拌2h。
8.根据权利要求3所述的一种宽温度窗口高效脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S5中，包括以下条件中的任一项或多项：
(i)洗涤的条件为：去离子水水洗数次；
(ii)干燥在80℃下进行；
(iii)煅烧的条件为：500℃下煅烧2h。
9.如权利要求1～2任一所述的一种宽温度窗口高效脱硝催化剂的应用，其特征在于，将其应用于烟气脱硝的催化剂。
10.根据权利要求9所述的一种宽温度窗口高效脱硝催化剂的应用，其特征在于，该催化剂应用于烟气脱硝时，在150～350℃范围内具有90％以上的NOx转化效率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010775910.2A CN112023917A (zh) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | 一种宽温度窗口高效脱硝催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010775910.2A CN112023917A (zh) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | 一种宽温度窗口高效脱硝催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112023917A true CN112023917A (zh) | 2020-12-04 |
Family
ID=73582382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010775910.2A Pending CN112023917A (zh) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | 一种宽温度窗口高效脱硝催化剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112023917A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10209529A1 (de) * | 2002-03-04 | 2003-09-25 | Hte Ag The High Throughput Exp | Rhodiumreiche und mit Seltenerd-Oxiden dotierte Katalysatoren |
| CN108355647A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-08-03 | 南开大学 | 一种锰基氧化物催化剂 |
| CN110605114A (zh) * | 2019-10-15 | 2019-12-24 | 南开大学 | 莫来石型氧化物负载型催化剂用于低温选择性催化还原脱硝的用途 |
| CN111375407A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-07-07 | 上海电力大学 | 一种低温脱硝催化剂及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-08-05 CN CN202010775910.2A patent/CN112023917A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10209529A1 (de) * | 2002-03-04 | 2003-09-25 | Hte Ag The High Throughput Exp | Rhodiumreiche und mit Seltenerd-Oxiden dotierte Katalysatoren |
| CN108355647A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-08-03 | 南开大学 | 一种锰基氧化物催化剂 |
| CN110605114A (zh) * | 2019-10-15 | 2019-12-24 | 南开大学 | 莫来石型氧化物负载型催化剂用于低温选择性催化还原脱硝的用途 |
| CN111375407A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-07-07 | 上海电力大学 | 一种低温脱硝催化剂及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CHEN GAO ET AL.: "Comprehensive understanding the promoting effect of Dy-doping on MnFeOx nanowires for the low-temperature NH3-SCR of NOx: An experimental and theoretical study", 《JOURNAL OF CATALYSIS》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104941630B (zh) | 一种低温高活性烟气脱硝催化剂及其制备 | |
| CN111167487B (zh) | 一种多功能催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN103769083B (zh) | 一种高效脱硝复合氧化物催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN112657541B (zh) | 一种分子筛基低温环保型scr脱硝催化剂的制备方法 | |
| CN103433033A (zh) | 一种低温脱硝MnOx-CeO2-TiO2-Al2O3催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN103962126B (zh) | 一种用于氮氧化合物选择性催化还原的催化剂及制备方法 | |
| CN109876856B (zh) | 一种低温烟气脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN107213917B (zh) | 担载胺基化合物的复合脱硝催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108993476B (zh) | 金属氧化物-钒酸盐/TiO2催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN102861565A (zh) | 一种氧化铝负载氧化铈催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN103372373B (zh) | 一种催化裂化再生烟气脱硝净化的方法 | |
| CN102553572A (zh) | 一种宽活性温度窗口的scr催化剂及其制备方法 | |
| CN101554589A (zh) | 铜,铁改性的二氧化钛柱撑膨润土催化剂及其制备方法 | |
| CN105879879A (zh) | 一种高抗硫超低温scr脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN110052264A (zh) | 一种用于低温条件下scr脱硝催化剂的制备方法 | |
| 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 | |
| CN108355606B (zh) | 一种具有良好抗水性的低温NOx吸附催化剂以及制备方法 | |
| CN111375407B (zh) | 一种低温脱硝催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN112844467B (zh) | 一种脱硝催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN112295555B (zh) | 一种用于固定源烟气脱硝反应的铈钛复合纳米棒催化剂及其制备方法 | |
| CN106362733A (zh) | 一种耐高温锰基氧化物催化剂及其制备方法 | |
| CN103055889A (zh) | 一种低温脱硝MnOx-CuO-TiO2催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN107469811A (zh) | 一种宽温度窗口脱硝催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110548521B (zh) | 一种高性能的低温nh3-scr催化剂及其制法和用途 | |
| CN113578341A (zh) | 一种协同nh3与co的脱硝催化剂的制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201204 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |