CN113877611A - 一种磷酸改性锰氧化物负载型催化剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷酸改性锰氧化物负载型催化剂及制备方法,属于氮氧化物催化净化领域。该催化剂以锐钛矿二氧化钛为载体,锰氧化物和焦磷酸锰为活性组分,且活性组分的质量占催化剂总重的百分比为5~15%。其制备方法如下:以乙酸锰为活性前驱体,加入磷酸,混合搅拌均匀后水浴蒸干,然后将得到的固体煅烧获得活性组分Mn‑P‑O。以TiO2为载体,Mn‑P‑O为活性组分,采用浸渍法将TiO2与Mn‑P‑O混合,经搅拌、烘干和煅烧后获得TiO2负载Mn‑P‑O催化剂。本发明制备的催化剂的优点在于在较低的温度窗口范围内(120℃~210℃),仍有较高的脱硝活性,且催化剂具有一定的抗SO2和水蒸气毒化的能力。
Description
技术领域
本发明属于氮氧化物催化净化领域,特别涉及一种磷酸改性锰氧化物负载 型低温脱硝催化剂及制备方法。
背景技术
NOx会导致酸雨、雾霾、光化学烟雾等自然灾害。随着国家对火电行业烟气 的治理以及超低排放要求,火电行业烟气中NOx已基本得到控制,而非电行业 在我国的污染比重日益增加。国家已明确要求控制NOx排放限值为50mg/m3。 因此,非电行业需采用更加稳定高效的氮氧化物减排措施。
SCR技术是最为成熟且高效的NOx减排技术,SCR脱硝催化剂是SCR技术 的核心。目前,工业上普遍使用V-W(Mo)-Ti系催化剂,其温度窗口大概在 300~400℃,根据当前国内锅炉及电厂装置温度段分布,SCR脱硝装置只能安装 于除尘装置和脱硫之前,但是烟气中高浓度SO2和粉尘(含有汞、碱金属等), 极易导致催化剂失活且寿命降低。若将SCR系统安装至除尘和脱硫之后,烟气 的温度则会降低,需将烟气加热,这样会提高脱硝成本,且钒系催化剂具有剧 毒,污染环境。另外,非电行业排烟温度低,烟气中含硫水,V-W(Mo)-Ti 系催化剂并不适用,故研制出适合低温区间(80-200℃)的具有一定抵抗硫水 能力的高效NH3-SCR催化剂迫在眉睫。
近年来,锰系催化剂以其优异的低温脱硝性能和较宽的温度窗口受到了众 多学者的关注。其中,MnOx拥有多种表面活性氧并且不同价态间可相互转换, 从而产生良好的氧化还原性能,使催化剂在低温条件下的活性有一定的提高。 虽然锰作为过渡金属具有良好的低温脱硝活性,但是抵抗SO2和H2O的性能普 遍不高,SO2容易与NH3反应形成硫酸盐沉积或与活性组分反应,造成催化剂 不可逆失活,且在低温环境下,水分子通过占据催化剂表面的活性位点,造成 脱硝活性的下降,至今尚未得到有效的解决。
如:中国专利CN 112275314 A公开了一种锰铈基分子筛SCR脱硝催化剂及 制备方法,采用多金属来改性分子筛,提高催化剂稳定性,并利用多金属之间 的协同作用拓宽反应温度窗口,其脱硝率在200℃下达99%,二氧化硫与水存 在条件下催化剂活性下降10%-20%。中国专利CN 111375445 A报导了分子筛负 载锰基脱硝催化剂的制备方法,使分子筛与锰盐和配体形成的络合物电性相反, 此方法制备的催化剂提高了其还原性从而提高了脱硝活性。中国专利CN 111408365A公布了一种用于低温脱硝的整体型锰基催化剂的制备方法,主要是 将活性组分涂敷在载体表面或者直接把载体浸渍在活性前驱体溶液中,优化了 活性组分在蜂窝陶瓷载体上的分散性,催化剂在8000h-1空速,温度为110-160℃ 内,NOx的转化率为90%以上,未测试硫水存在时催化剂的活性。
发明内容
本发明的目的在于降低催化剂的活性窗口,提高催化剂在低温条件下的脱 硝活性,克服现有催化剂在低温条件下易受SO2和H2O影响的不足,提供一种 氨选择性催化还原NO的磷酸改性锰氧化物负载型催化剂及制备方法。采用本 发明的技术方案能够在保证SCR催化剂在低温条件下具有较高脱硝活性的同 时,有效提高催化剂的抗SO2和H2O能力。
为达到上述目的,本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种磷酸改性锰氧化物负载型催化剂,该催化剂以锐钛矿二 氧化钛为载体,锰氧化物和焦磷酸锰为活性组分,且活性组分的质量占催化剂 总重的百分比为5~15%。
进一步的,该催化剂的活性组分中Mn与P的摩尔比为1~4:1。
更进一步的,所述锐钛矿型TiO2的比表面积不低于300m2/g。
本发明同时提供了上述的磷酸改性锰氧化物负载型催化剂的制备方法,具 体包括以下步骤:
步骤一、活性组分Mn-P-O的制备
1)以乙酸锰为活性前驱物,加入适量去离子水充分搅拌至溶解;
2)然后向混合液中加入磷酸,在恒温水浴锅中进行磁力搅拌,控制Mn和 P的摩尔比为1~4:1;
3)加入无水乙醇继续在恒温水浴锅中搅拌,所述无水乙醇与乙酸锰的质量 比为8~10:1;
4)随后调节温度,将混合溶液加热蒸干,后放在烘箱中干燥,最后进行焙 烧和研磨处理后即得到活性组分Mn-P-O粉末。
步骤二、Mn-P-O/TiO2催化剂的制备
将步骤一制备得到的活性组分及TiO2载体分别溶于蒸馏水中并搅拌均匀, 所述活性组分负载量为5~15%;然后将混合液进行恒温水浴处理,之后依次进 行干燥、煅烧和研磨,即得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
进一步的,所述步骤一中的恒温水浴锅温度为40℃;加热蒸干温度为85℃; 烘箱干燥温度为105℃,干燥时间为3h;焙烧温度为300~400℃,焙烧时间为 3h。所述步骤二中恒温水浴为40℃,干燥温度为105℃,煅烧温度为 300~400℃。
更进一步的,所述步骤一中焙烧温度为350℃,所述步骤二中煅烧温度为 350℃。
本发明的科学原理如下:
本发明所述的磷酸改性锰氧化物负载型催化剂表面有众多的活性位点,有 利于反应物的吸附与活化以及NH3-SCR反应的进行。Mn是一种具有较高活性 的低温脱硝催化剂活性组分,磷酸改性的Mn基催化剂拥有更多的酸性位点 (P-OH),大量以弱酸和中强酸为主的酸性位点有利于还原剂NH3的吸附,增加 了催化剂在低温环境下的脱硝活性。同时,磷酸的添加导致锰的结合能降低, 电子云密度升高,增强了催化剂的氧化还原性能,促进了活性组分在低温下的 还原过程。此外,表面吸附氧的增加有利于NO转化为NO2,促进“快速SCR反应”的进行,催化剂表面形成的丰富活性硝酸盐物种以及活化NH3物种均增 强了催化剂在低温条件下SCR性能。
单一的Mn氧化物脱硝催化剂抗硫性能较差。烟气中的SO2往往通过与反应 物NH3发生反应以及和NO形成竞争吸附使催化剂脱硝活性降低,与NH3反应 形成硫酸盐沉积覆盖催化剂表面活性位点,以及使活性组分硫酸盐化,进而使 催化剂失活。另外,SO2消耗部分的NH3,导致还原NO的NH3量减少,造成催 化剂脱硝活性的降低。此外,SO2吸附在催化剂上占据NO吸附位点,使L-H路 径受阻,脱硝率降低。本发明所述的磷酸改性锰氧化物负载型催化剂表面 NH3-SCR反应遵循E-R机理和L-H机理。本发明所述催化剂采用磷酸增强了催 化剂的表面酸性,能够在一定程度上抑制烟气中SO2的吸附,减少硫酸盐的形 成,降低SO2对L-H路径的影响,同时,SO2对磷酸改性锰氧化物负载型催化 剂表面活化的NH3物种与气态NO的E-R反应路径影响较小。因此,本发明所 述催化剂能够抵抗SO2对其的毒害作用。
H2O主要是通过竞争吸附催化剂的表面的活性位点来降低催化剂的脱硝效 率,本发明所述的磷酸改性锰氧化物负载型催化剂具有较大的比表面积(约250 m2/g),较单纯的锰氧化物负载型催化剂增加约100m2/g。因此,催化剂表面活 性位点的暴露数量较多,提高了H2O存在条件下催化剂活性位点的数量,以此 增强了催化剂的脱硝活性和抗水性能。
与现有技术相比,本发明具有以下技术效果:
1、本发明通过增强催化剂的表面酸性,增加活性位点的暴露数量,提高了 催化剂的在低温窗口的脱硝活性,同时使得催化剂在SO2和H2O存在时仍具有 较好的低温催化活性,这对于促进低温脱硝技术的工程化应用提供了重要的技 术基础;
2、本发明制备方法简单,原料来源广泛,成本较低,环境友好。
目前商用钒钨钛系催化剂的活性窗口在300~400℃,由于催化剂操作温度 的限制,脱硝装置需要安装在除尘装置和脱硫装置之后,这会导致催化剂承受 强大的粉尘冲击以及SO2和H2O的毒害,使用寿命缩短。本发明所述磷酸改性 锰氧化物负载型催化剂的温度窗口较低(120℃~210℃),可在150℃脱硝效率 就能达到97%以上。在烟气含硫含水情况下,仍有较好的脱硝率。同时,本发 明提供的制备方案所制备的催化剂,其活性组分无定形均匀的分布在催化剂表 面。另外,对比现有主要以V作为活性组分的商用脱硝催化剂,本发明采用无 毒害的Mn为活性前驱物,制备过程污染少,后续废催化剂不属于危废,处理处 置方法相对容易。
附图说明
图1为磷酸改性锰氧化物负载型催化剂的活性组分XRD图;
由图可知,磷锰比为1的活性组分为焦磷酸锰物种,磷锰比为2的活性组 分呈现无定形态,随着锰含量增加,磷锰比为3和磷锰比为4的活性组分为焦 磷酸锰和锰氧化物物种。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案内容进行详细的阐述,显然,所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域 普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属 于本发明保护的范围。
一、催化剂的制备
一种磷酸改性锰氧化物负载型催化剂的制备方法,采用大比表面积锐钛矿 TiO2为载体,负载锰氧化物和焦磷酸锰活性组分,经如下方法制备可得:首先, 以乙酸锰为活性前驱体,加入适量去离子水,搅拌溶解后,按照Mn与P的摩 尔比缓慢加入磷酸溶液,在40℃水浴锅下充分搅拌1h后,按照无水乙醇与乙 酸锰的质量比8~10加入无水乙醇,继续搅拌1h,调节温度将混合物在85℃水 浴下蒸干,然后干燥、煅烧、研磨后得所需活性组分。将制备得到的活性组分 及TiO2载体分别溶于适量去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴 处理,之后依次进行干燥、煅烧和研磨,即得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂 粉末。
实施例1
(1)活性组分的制备
首先称取2.5734g乙酸锰100mL的坩埚中,加入适量去离子水,在磁力水 浴锅中搅拌均匀,然后向混合液中加入一定量浓度为85%的磷酸,控制Mn和P 的摩尔比为2:1,在40℃水浴锅中搅拌1h,按照无水乙醇与乙酸锰的质量比为 9,加入30mL的无水乙醇,继续搅拌1h,然后调节温度为85℃,将混合液蒸 干,后放于105℃中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围, 控制温度在350℃,将煅烧后的催化剂研磨得Mn-P-O活性组分。
(2)催化剂的制备
活性组分负载量为10%,称取0.2g活性组分,1.8g锐钛矿型TiO2载体,将 它们分别溶于去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴处理,温度 设定为40℃,搅拌1h,之后升温至85℃,蒸干混合液的水分后,放于105℃ 中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控制温度在350℃, 将煅烧后的催化剂研磨得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
实施例2
(1)活性组分的制备
首先称取2.5734g乙酸锰100mL的坩埚中,加入适量去离子水,在磁力水 浴锅中搅拌均匀,然后向混合液中加入一定量浓度为85%的磷酸,控制Mn和P 的摩尔比为1:1,在40℃水浴锅中搅拌1h,按照无水乙醇与乙酸锰的质量比为 9,加入30mL的无水乙醇,继续搅拌1h,调节温度为85℃,将混合液蒸干, 后放于105℃中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控 制温度在350℃,将煅烧后的催化剂研磨得Mn-P-O活性组分。
(2)催化剂的制备
活性组分负载量为10%,称取0.2g活性组分,1.8g锐钛矿型TiO2载体, 将它们分别溶于去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴处理,温 度设定为40℃,搅拌1h,之后升温至85℃,蒸干混合液的水分后,放于105℃ 中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控制温度在350℃, 将煅烧后的催化剂研磨得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
实施例3
(1)活性组分的制备
首先称取2.5734g乙酸锰100mL的坩埚中,加入适量去离子水,在磁力水 浴锅中搅拌均匀,然后向混合液中加入一定量浓度为85%的磷酸,控制Mn和P 的摩尔比为3:1,在40℃水浴锅中搅拌1h,按照无水乙醇与乙酸锰的质量比为 9,加入30mL的无水乙醇,继续搅拌1h,调节温度为85℃,将混合液蒸干, 后放于105℃中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控 制温度在350℃,将煅烧后的催化剂研磨得Mn-P-O活性组分。
(2)催化剂的制备
活性组分负载量为10%,称取0.2g活性组分,1.8g锐钛矿型TiO2载体, 将它们分别溶于去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴处理,温 度设定为40℃,搅拌1h,之后升温至85℃,蒸干混合液的水分后,放于105℃ 中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控制温度在350℃, 将煅烧后的催化剂研磨得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
实施例4
(1)活性组分的制备
首先称取2.5734g乙酸锰100mL的坩埚中,加入适量去离子水,在磁力水 浴锅中搅拌均匀,然后向混合液中加入一定量浓度为85%的磷酸,控制Mn和P 的摩尔比为4:1,在40℃水浴锅中搅拌1h,按照无水乙醇与乙酸锰的质量比为 9,加入30mL的无水乙醇,继续搅拌1h,调节温度为85℃,将混合液蒸干, 后放于105℃中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控 制温度在350℃,将煅烧后的催化剂研磨得Mn-P-O活性组分。
(2)催化剂的制备
活性组分负载量为10%,称取0.2g活性组分,1.8g锐钛矿型TiO2载体, 将它们分别溶于去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴处理,温 度设定为40℃,搅拌1h,之后升温至85℃,蒸干混合液的水分后,放于105℃ 中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控制温度在350℃, 将煅烧后的催化剂研磨得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
实施例5
(1)活性组分的制备
首先称取2.5734g乙酸锰100mL的坩埚中,加入适量去离子水,在磁力水 浴锅中搅拌均匀,然后向混合液中加入一定量浓度为85%的磷酸,控制Mn和P 的摩尔比为2:1,在40℃水浴锅中搅拌1h,按照无水乙醇与乙酸锰的质量比为 9,加入30mL的无水乙醇,继续搅拌1h,调节温度为85℃,将混合液蒸干, 后放于105℃中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控 制温度在350℃,将煅烧后的催化剂研磨得Mn-P-O活性组分。
(2)催化剂的制备
活性组分负载量为15%,称取0.3g活性组分,1.7g锐钛矿型TiO2载体, 将它们分别溶于去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴处理,温 度设定为40℃,搅拌1h,之后升温至85℃,蒸干混合液的水分后,放于105℃ 中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控制温度在350℃, 将煅烧后的催化剂研磨得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
实施例6
(1)活性组分的制备
首先称取2.5734g乙酸锰100mL的坩埚中,加入适量去离子水,在磁力水 浴锅中搅拌均匀,然后向混合液中加入一定量浓度为85%的磷酸,控制Mn和P 的摩尔比为2:1,在40℃水浴锅中搅拌1h,按照无水乙醇与乙酸锰的质量比为 9,加入30mL的无水乙醇,继续搅拌1h,调节温度为85℃,将混合液蒸干, 后放于105℃中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控 制温度在350℃,将煅烧后的催化剂研磨得Mn-P-O活性组分。
(2)催化剂的制备
活性组分负载量为5%,称取0.1g活性组分,1.9g锐钛矿型TiO2载体,将它 们分别溶于去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴处理,温度设 定为40℃,搅拌1h,之后升温至85℃,蒸干混合液的水分后,放于105℃中 的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控制温度在350℃, 将煅烧后的催化剂研磨得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
实施例7
(1)活性组分的制备
首先称取2.5734g乙酸锰100mL的坩埚中,加入适量去离子水,在磁力水 浴锅中搅拌均匀,然后向混合液中加入一定量浓度为85%的磷酸,控制Mn和P 的摩尔比为2:1,在40℃水浴锅中搅拌1h,按照无水乙醇与乙酸锰的质量比为 9,加入30mL的无水乙醇,继续搅拌1h,调节温度为85℃,将混合液蒸干, 后放于105℃中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控 制温度在300℃,将煅烧后的催化剂研磨得Mn-P-O活性组分。
(2)催化剂的制备
活性组分负载量为10%,称取0.2g活性组分,1.8g锐钛矿型TiO2载体, 将它们分别溶于去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴处理,温 度设定为40℃,搅拌1h,之后升温至85℃,蒸干混合液的水分后,放于105℃ 中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控制温度在300℃, 将煅烧后的催化剂研磨得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
实施例8
(1)活性组分的制备
首先称取2.5734g乙酸锰100mL的坩埚中,加入适量去离子水,在磁力水 浴锅中搅拌均匀,然后向混合液中加入一定量浓度为85%的磷酸,控制Mn和P 的摩尔比为2:1,在40℃水浴锅中搅拌1h,按照无水乙醇与乙酸锰的质量比为 9,加入30mL的无水乙醇,继续搅拌1h,调节温度为85℃,将混合液蒸干, 后放于105℃中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控 制温度在400℃,将煅烧后的催化剂研磨得Mn-P-O活性组分。
(2)催化剂的制备
活性组分负载量为10%,称取0.2g活性组分,1.8g锐钛矿型TiO2载体, 将它们分别溶于去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴处理,温 度设定为40℃,搅拌1h,之后升温至85℃,蒸干混合液的水分后,放于105℃ 中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控制温度在400℃, 将煅烧后的催化剂研磨得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
实施例9
(1)活性组分的制备
首先称取2.5734g乙酸锰100mL的坩埚中,加入适量去离子水,在磁力水 浴锅中搅拌均匀,然后向混合液中加入一定量浓度为85%的磷酸,控制Mn和P 的摩尔比为2:1,在40℃水浴锅中搅拌1h,按照无水乙醇与乙酸锰的质量比为 8,加入26mL的无水乙醇,继续搅拌1h,调节温度为85℃,将混合液蒸干, 后放于105℃中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控 制温度在350℃,将煅烧后的催化剂研磨得Mn-P-O活性组分。
(2)催化剂的制备
活性组分负载量为10%,称取0.2g活性组分,1.8g锐钛矿型TiO2载体, 将它们分别溶于去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴处理,温 度设定为40℃,搅拌1h,之后升温至85℃,蒸干混合液的水分后,放于105℃ 中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控制温度在350℃, 将煅烧后的催化剂研磨得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
实施例10
(1)活性组分的制备
首先称取2.5734g乙酸锰100mL的坩埚中,加入适量去离子水,在磁力水 浴锅中搅拌均匀,然后向混合液中加入一定量浓度为85%的磷酸,控制Mn和P 的摩尔比为2:1,在40℃水浴锅中搅拌1h,按照无水乙醇与乙酸锰的质量比为 10,加入33mL的无水乙醇,继续搅拌1h,调节温度为85℃,将混合液蒸干, 后放于105℃中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控 制温度在350℃,将煅烧后的催化剂研磨得Mn-P-O活性组分。
(2)催化剂的制备
活性组分负载量为10%,称取0.2g活性组分,1.8g锐钛矿型TiO2载体, 将它们分别溶于去离子水中并搅拌均匀,然后将混合液进行恒温水浴处理,温 度设定为40℃,搅拌1h,之后升温至85℃,蒸干混合液的水分后,放于105℃ 中的烘箱内干燥3h,最后放在马弗炉内煅烧3h,空气氛围,控制温度在350℃, 将煅烧后的催化剂研磨得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
二、催化剂的性能检测
1.性能测试一
分别称取催化剂制备实施例1-10中制备的催化剂0.47g,并分别置于内径 为8mm的石英玻璃固定床的反应器中测试其脱硝活性,催化剂下端由高温棉承 托。测试条件为,以氮气为载体,控制空速为15000h-1,控制进口NO浓度为 500ppm,NH3和NO的摩尔比为1,O2体积浓度为8%,测试温度范围为120℃~240℃,结果如表1所列。
表1催化剂制备实施例1-10中催化剂的脱硝活性
从表1催化剂的脱硝活性测试中可以看出,在烟气中无SO2和H2O存在时, 实施例1-10在150℃即表现出的良好的脱硝活性,实施例1为最佳制备条件下 的催化剂,其脱硝活性在120℃达到84%,在150℃~240℃温度范围内保持在99% 以上。
2.性能测试二
称取催化剂制备实施例1中制备的催化剂0.47g,并置于内径为8mm的石 英玻璃固定床的反应器中测试其脱硝活性,催化剂下端由高温棉承托。测试条 件为,以氮气为载体,控制空速为15000h-1,控制进口NO浓度为500ppm, NH3和NO的摩尔比为1,O2体积浓度为8%,SO2浓度为0-200ppm,H2O的浓 度为0~6vol.%,测试温度为180℃,结果如表2所列。
表2催化剂制备实施例1中催化剂的抗硫水性能测试
从表2中可以看出,随着SO2浓度的增加,催化剂的活性降低,通入5h 200ppm的SO2后,催化剂活性逐步降低至60%,断开SO2后,催化剂活性恢复 到84%。在烟气中通入0~6vol.%的H2O,NO的转化率随着H2O浓度增加而降 低,通入6vol.%的H2O,催化剂的脱硝率降至77%。在硫水共同作用下,催化 剂毒害程度较单独通硫水更大。
Claims (6)
1.一种磷酸改性锰氧化物负载型催化剂,其特征在于:该催化剂以锐钛矿二氧化钛为载体,锰氧化物和焦磷酸锰为活性组分,且活性组分的质量占催化剂总重的百分比为5~15%。
2.如权利要求1所述的一种磷酸改性锰氧化物负载型催化剂,其特征在于:该催化剂的活性组分中Mn与P的摩尔比为1~4:1。
3.如权利要求1或2所述的磷酸改性锰氧化物负载型催化剂,其特征在于:所述锐钛矿型TiO2的比表面积不低于300m2/g。
4.一种如权利要求1所述的磷酸改性锰氧化物负载型催化剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一、活性组分Mn-P-O的制备
1)以乙酸锰为活性前驱物,加入适量去离子水充分搅拌至溶解;
2)然后向混合液中加入磷酸,在恒温水浴锅中进行磁力搅拌,控制Mn和P的摩尔比为1~4:1;
3)加入无水乙醇继续在恒温水浴锅中搅拌,所述无水乙醇与乙酸锰的质量比为8~10:1;
4)随后调节温度,将混合溶液加热蒸干,后放在烘箱中干燥,最后进行焙烧和研磨处理后即得到活性组分Mn-P-O粉末。
步骤二、Mn-P-O/TiO2催化剂的制备
将步骤一制备得到的活性组分及TiO2载体分别溶于蒸馏水中并搅拌均匀,所述活性组分负载量为5~15%;然后将混合液进行恒温水浴处理,之后依次进行干燥、煅烧和研磨,即得磷酸改性锰氧化物负载型催化剂粉末。
5.如权利要求4所述的磷酸改性锰氧化物负载型催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤一中的恒温水浴锅温度为40℃,加热蒸干温度为85℃,烘箱干燥温度为105℃、干燥时间为3h,焙烧温度为300~400℃、焙烧时间为3h;所述步骤二中恒温水浴为40℃,干燥温度为105℃,煅烧温度为300~400℃。
6.如权利要求5所述的磷酸改性锰氧化物负载型催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤一中焙烧温度为350℃,所述步骤二中煅烧温度为350℃。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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