CN115254095A - 一种超低温scr脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，属于催化剂制备技术领域。催化剂以多孔的泡沫金属Fe‑Ni‑Cr‑C为基体，通过涂覆和焙烧等步骤在基体表面形成致密稳定的载体和活性成分。该催化剂在烟气温度为85℃时，NOx脱除率能达到90%以上，具有优异的低温脱硝活性。本发明催化剂生产工艺简单，使用寿命长且金属基体能够循环使用，具有较强的市场竞争力。
Description
技术领域
本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种超低温SCR脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
SCR脱硝技术最早用于火电厂烟气脱硝，脱硝塔通常被安装在省煤器与空气预热器之间，从而使SCR脱硝催化剂可以在最理想的300℃～420℃温度区间内工作。然而，在其他行业中，若不对烟气进行再加热处理，往往无法在最适合的温度区间内使用SCR脱硝催化剂，如钢铁行业烟气温度通常仅约150℃。此外，也有人提出将SCR脱硝催化剂安装在除尘和脱硫设备之后，使流经催化剂的烟气更为洁净，提升催化剂使用寿命，但经过除尘和脱硫设备后的烟气温度也会降低。因此，开发适用于低温烟气的SCR脱硝催化剂一直是工业烟气脱硝领域的研究重点。
发明内容
本发明是要解决现有的SCR脱硝催化剂最理想工作温度为300-420℃，但在钢铁等行业中因烟气温度低导致脱硝催化剂效果不好的技术问题，提供了一种超低温SCR脱硝催化剂及其制备方法。
发明采用如下技术方案：一种超低温SCR脱硝催化剂，所述催化剂以泡沫金属Fe-Ni-Cr-C为基体，所述基体上涂覆有催化剂浆料，所述催化剂浆料的涂覆量为0.06 g/cm2～0.12 g/cm2，所述催化剂浆料中载体为锐钛矿型TiO2、SiO2和Al2O3，所述催化剂浆料中活性组分包括V2O5、CeO2和MoO3，所述催化剂中活性组分质量占催化剂浆料质量的7.02-10.71%。
进一步的，所述基体的孔隙度为80%～90%，基体内部孔隙径向截面为不规则的多边形，孔隙直径为0.05 mm～0.2 mm。
所述基体为蜂窝型，基体内壁厚度为0.7 mm～1.0 mm，外壁厚度为1.2 mm～1.5mm。
所述基体为平板型，基体厚度为0.65 mm～0.85 mm。
一种超低温SCR脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：基体预处理
将泡沫金属Fe-Ni-Cr-C的基体放入乙酸溶液中浸泡6 h～12 h；浸泡结束后，将基体取出并用热风吹干；
步骤2：催化剂浆料配制
（1）按负载要求称取偏钒酸铵、六水硝酸铈和七钼酸铵，将偏钒酸铵加入至90℃热水中，搅拌溶液并加入乙醇胺使偏钒酸铵完全溶解；
（2）加入六水硝酸铈和七钼酸铵，搅拌至完全溶解；
（3）将上述溶液与高岭土、氨基纤维素、聚环氧乙烷和甘氨酸一同加入至TiO2中，使用高速搅拌机进行搅拌，缓慢加入去离子水使浆液黏度达到120 mm2/s～180 mm2/s，得到催化剂浆料；
步骤3：催化剂浆料涂覆
将处理后的泡沫金属基体完整浸入步骤2制备的催化剂浆料中，每次停留3s后取出，使用45-60℃热风均匀吹干，直至催化剂浆料涂覆量达到0.06 g/cm2～0.12 g/cm2停止涂覆；
步骤4：焙烧
对涂覆催化剂后的泡沫金属基体进行分段式焙烧。
进一步的，所述步骤4对基体焙烧时，当基体为板式时，需要对板式催化剂进行压褶后再焙烧。
进一步的，所述步骤2中，高岭土的加入量为TiO2质量的8%～16%，氨基纤维素的加入量为TiO2质量的3%～5%，聚环氧乙烷质量为TiO2质量2%～4%，甘氨酸与六水硝酸铈摩尔比为1～1.5。
进一步的，所述步骤2中，偏钒酸铵溶解时的用水量为TiO2质量的1～1.5倍，乙醇胺为偏钒酸铵质量的25%～50%。
进一步的，所述步骤4中：升温程序包括六个阶段，依次分别为：室温～80℃、80℃保温、80℃～150℃、150℃保温、150℃～350℃和350℃保温六个阶段，各阶段的时间分别为1 h、2 h、1.5 h、2 h、2 h和4 h。
本发明的优点具体如下：
优点一：低温脱硝活性更好，本发明制备得到的催化剂在85℃烟气条件下，脱硝效率可达到90%以上，能够用于脱硫设备后的脱硝装置以及钢铁等行业低温烟气状态下使用:
（1）本发明采用泡沫金属Fe-Ni-Cr-C为基体，多孔的基体结构提高了载体和活性组分的负载面积，在相同的体积条件下，为反应物提供了更丰富的反应场所，催化剂表面活性位点数量远多于普通SCR脱硝催化剂；
（2）本发明中催化剂的活性成分添加CeO2能够提升催化剂的储氧能力，与基体的多孔隙结构配合，使得脱硝活性得到提升；
（3）本发明在涂覆浆液中添加了甘氨酸成分，在焙烧阶段可与硝酸铈发生剧烈的放热反应，在放热反应过程中使涂覆在基体上的催化剂成分形成均匀致密的纳米颗粒，提升了催化剂的低温脱硝活性。
优点二：使用寿命更长
本发明使用泡沫金属Fe-Ni-Cr-C为基体，基体强度高，较高的孔隙度使基体具有良好的弹性，催化剂受到强力冲击时，不会出现整体坍塌或严重磨损，该种结构的基体使得孔隙中负载的催化剂成分远远多于催化剂表面，孔隙结构能够更好的保护催化剂成分，使催化剂外表面成分大量脱落后依然可以保持较高的脱硝活性。较强的机械强度和稳定的脱硝活性使得催化剂的使用寿命更长。
优点三：基体可循环使用
本发明的泡沫金属Fe-Ni-Cr-C基体能够循环重复使用，不仅解决了废弃催化剂处理的难题，还能够降低催化剂更换的成本。
附图说明
图1为本发明实施例1-4与对比例1-2在85℃下的脱硝活性测试结果。
图2为本发明实施例1-4与对比例1-2在140℃下的脱硝活性测试结果。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施例，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1：
步骤1. 基体预处理
将内壁厚度为0.7 mm，外壁厚度为1.2 mm，长度为500 mm的20孔泡沫金属Fe-Ni-Cr-C基体放入体积浓度为3%的乙酸溶液中浸泡6 h；浸泡结束后，将金属基体取出并用热风吹干；
步骤2. 浆料制备
称取12.86 kg偏钒酸铵、25.23 kg六水硝酸铈和30.63 kg七钼酸铵，将400 kg去离子水加热至90℃，加入偏钒酸铵和6 kg乙醇胺，搅拌至偏钒酸铵完全溶解，继续加入六水硝酸铈和七钼酸铵并搅拌至完全溶解；将配制溶液与55.05 kg高岭土、12 kg氨基纤维素、16 kg聚环氧乙烷和4.36 kg甘氨酸一同加入至TiO2中，使用高速搅拌机进行搅拌，慢慢添加190 kg水，浆液黏度达到134 mm2/s时停止搅拌；
步骤3. 催化剂成分涂覆
将预处理后的泡沫金属基体完整浸入步骤2制备的浆液中，每次停留3 s后取出，用45℃热风均匀吹干，重复浸入2次后，催化剂成分负载量达到0.08 g/cm2；
步骤4. 焙烧
将涂覆后的金属基体放入台车炉进行焙烧，升温程序为1 h升温至80℃，保温2 h，1.5 h从80℃升温至150℃，保温2 h，2 h从150℃升温至350℃，保温4 h，焙烧结束后得到蜂窝式SCR脱硝催化剂。
通过以上步骤所制备的蜂窝式SCR脱硝催化剂成分包括：80.12%TiO2、2.02%V2O5、2.05%CeO2、5.03%MoO3、6.47%SiO2和4.31%Al2O3。
实施例2：
步骤1. 泡沫金属基体预处理
将尺寸为450 mm×450 mm，板厚为0.65 mm的平板式泡沫金属Fe-Ni-Cr-C基体放入体积浓度为1%的乙酸溶液中浸泡12 h；浸泡结束后，将金属基体取出并用热风吹干；
步骤2. 浆液制备
称取6.05 kg偏钒酸铵、47.50 kg六水硝酸铈和11.53 kg七钼酸铵，将600 kg去离子水加热至90℃，加入偏钒酸铵和1.6 kg乙醇胺，搅拌至偏钒酸铵完全溶解，继续加入六水硝酸铈和七钼酸铵并搅拌至完全溶解；将配制溶液与37.7 kg高岭土、20 kg氨基纤维素、8kg聚环氧乙烷和8.21 kg甘氨酸一同加入至TiO2中，使用高速搅拌机进行搅拌，缓慢加入50kg去离子水，浆液黏度达到125 mm2/s时停止搅拌。
步骤3. 催化剂成分涂覆
将预处理后的泡沫金属基体完整浸入步骤2制备的浆液中，每次停留3 s后取出，用60℃热风均匀吹干，重复浸入3次后，催化剂成分负载量达到0.10 g/cm2；
步骤4. 焙烧
将涂覆后的金属基体压褶装箱后放入台车炉进行焙烧，升温程序为1 h升温至80℃，保温2 h，1.5 h从80℃升温至150℃，保温2 h，2 h从150℃升温至350℃，保温4 h，焙烧结束后得到平板式SCR脱硝催化剂。
通过以上步骤所制备的平板式SCR脱硝催化剂成分包括：84.79%TiO2、1.05%V2O5、3.87%CeO2、2.10%MoO3、4.91%SiO2和3.28%Al2O3。
实施例3：
步骤1. 泡沫金属基体预处理
将内壁厚度为1.0 mm，外壁厚度为1.5 mm，长度为400 mm的18孔泡沫金属基体放入体积浓度为2%的乙酸溶液中浸泡8 h；浸泡结束后，将金属基体取出并用热风吹干；
步骤2. 浆液制备
称取9.41 kg偏钒酸铵、36.93 kg六水硝酸铈和23.91 kg七钼酸铵，将480 kg去离子水加热至90℃，加入偏钒酸铵和3.0 kg乙醇胺，搅拌至偏钒酸铵完全溶解，继续加入六水硝酸铈和七钼酸铵并搅拌至完全溶解；将配制溶液与46.34 kg高岭土、18 kg氨基纤维素、12 kg聚环氧乙烷和6.38 kg甘氨酸一同加入至TiO2中，使用高速搅拌机进行搅拌，慢慢添加100 kg水，浆液黏度达到142 mm2/s时停止搅拌；
步骤3. 催化剂成分涂覆
将预处理后的泡沫金属基体完整浸入步骤2制备的浆液中，每次停留3 s后取出，用50℃热风均匀吹干，重复浸入3次后，催化剂成分负载量达到0.12 g/cm2；
步骤4. 焙烧
将涂覆后的金属基体放入台车炉进行焙烧，升温程序为1 h升温至80℃，保温2 h，1.5 h从80℃升温至150℃，保温2 h，2 h从150℃升温至350℃，保温4 h，焙烧结束后得到蜂窝式SCR脱硝催化剂。
通过以上步骤所制备的蜂窝式SCR脱硝催化剂成分包括：81.93%TiO2、1.53%V2O5、3.07%CeO2、3.98%MoO3、5.80%SiO2和3.69%Al2O3。
实施例4：
步骤1. 泡沫金属基体预处理
将尺寸为485 mm×470 mm，板厚为0.85 mm的平板式泡沫金属基体放入体积浓度为2%的乙酸溶液中浸泡10 h；浸泡结束后，将金属基体取出并用热风吹干；
步骤2. 浆液制备
称取12.86 kg偏钒酸铵、50.47 kg六水硝酸铈和30.63 kg七钼酸铵，将600 kg去离子水加热至90℃，加入偏钒酸铵和6.0 kg乙醇胺，搅拌至偏钒酸铵完全溶解，继续加入六水硝酸铈和七钼酸铵并搅拌至完全溶解；将配制溶液与45 kg高岭土、20 kg氨基纤维素、16kg聚环氧乙烷和8.72 kg甘氨酸一同加入至TiO2中，使用高速搅拌机进行搅拌，缓慢加入去离子水90 kg，浆液黏度达到167 mm2/s时停止搅拌；
步骤3. 催化剂成分涂覆
将预处理后的泡沫金属基体完整浸入步骤2制备的浆液中，每次停留3 s后取出，用55℃热风均匀吹干，重复浸入2次后，催化剂成分负载量达到0.09 g/cm2；
步骤4. 焙烧
将涂覆后的金属基体压褶装箱后放入台车炉进行焙烧，升温程序为1 h升温至80℃，保温2 h，1.5 h从80℃升温至150℃，保温2 h，2 h从150℃升温至350℃，保温4 h，焙烧结束后得到平板式SCR脱硝催化剂。
通过以上步骤所制备的平板式SCR脱硝催化剂成分包括：80.27%TiO2、1.92%V2O5、3.90%CeO2、4.89%MoO3、5.29%SiO2和3.73%Al2O3。
对比例1：
以商业低温蜂窝式SCR脱硝催化剂作为对比例，对比例催化剂参数如下：
30孔蜂窝式催化剂，内壁厚度为0.7 mm，外壁厚度为1.1 mm，V2O5含量为2.11%，MoO3含量为4.52%。
对比例2：
以商业低温平板式SCR脱硝催化剂作为对比例，催化剂参数如下：
板厚为0.70 mm，V2O5含量为2.97%，MoO3含量为6.91%。
将对比例1与实施例1和实施例3进行对比，将对比例2与实施例2和实施例4进行对比，分别进行脱硝活性和机械性能测试。
首先测试脱硝活性，将对比例和实施例催化剂裁剪为固定尺寸并装入模具，使用脱硝活性模拟测试系统进行测试，烟气条件为：NO浓度为300 mg/m3，NH3/NO摩尔比为1.0，SO2浓度为50 mg/m3，O2浓度为4.0%，H2O浓度为5.0%，空速为4000 h-1，测试温度为85℃和140℃，结果如图1所示。
由图1可知，当测试温度为85℃时，实施例1至4催化剂脱硝效率均达到了90%以上，而对比例催化剂均不足40%；当温度升至140℃时，所有催化剂脱硝活性均有所上升，但对比例催化剂脱硝效率仍不足80%。由上可知，本发明提供的催化剂具有优异的低温脱硝活性，在相同的测试条件下，明显优于商业低温SCR脱硝催化剂。
按照《蜂窝式烟气脱硝催化剂》（GB/T 31587-2015）和《平板式烟气脱硝催化剂》（GB/T 31584-2015）中规定的方法，分别对蜂窝催化剂进行抗压强度测试，对平板式催化剂进行耐磨强度测试，测试结果如表1所示。
表1 催化剂抗压强度测试结果
由表1可知，实施例1和实施例3催化剂轴向和径向抗压强度分别达到了3.0 MPa和1.55 MPa以上，明显优于对比例1，实施例2和实施例4催化剂的耐磨强度亦明显优于对比例2。因此，本发明提供的蜂窝式和平板式催化剂均具有较强的机械性能，明显优于商业催化剂。
Claims (9)
1.一种超低温SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂以泡沫金属Fe-Ni-Cr-C为基体，所述基体的孔隙度为80%～90%，所述基体上涂覆有催化剂浆料，所述催化剂浆料的涂覆量为0.06 g/cm2～0.12 g/cm2，所述催化剂浆料中载体为锐钛矿型TiO2、SiO2和Al2O3，所述催化剂浆料中活性组分包括V2O5、CeO2和MoO3，所述催化剂中活性组分质量占催化剂浆料质量的7.02-10.71%。
2.如权利要求1所述的超低温SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述基体内部孔隙径向截面为不规则的多边形，孔隙直径为0.05 mm～0.2 mm。
3.如权利要求2所述的超低温SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述基体为蜂窝型，基体内壁厚度为0.7 mm～1.0 mm，外壁厚度为1.2 mm～1.5 mm。
4.如权利要求2所述的超低温SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述基体为平板型，基体厚度为0.65 mm～0.85 mm。
5.一种超低温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：基体预处理
将泡沫金属Fe-Ni-Cr-C基体放入乙酸溶液中浸泡6 h～12 h；浸泡结束后，将金属基体取出并用热风吹干；
步骤2：催化剂浆料配制
（1）按负载要求称取偏钒酸铵、六水硝酸铈和七钼酸铵，将偏钒酸铵加入至90℃热水中，搅拌溶液并加入乙醇胺使偏钒酸铵完全溶解；
（2）加入六水硝酸铈和七钼酸铵，搅拌至完全溶解；
（3）将上述溶液与高岭土、氨基纤维素、聚环氧乙烷和甘氨酸一同加入至TiO2中，使用高速搅拌机进行搅拌，缓慢加入去离子水使浆液黏度达到120 mm2/s～180 mm2/s，得到催化剂浆料；
步骤3：催化剂浆料涂覆
将处理后的泡沫金属基体完整浸入步骤2制备的催化剂浆料中，每次停留3s后取出，使用45-60℃热风均匀吹干，直至催化剂浆料涂覆量达到0.06 g/cm2～0.12 g/cm2停止涂覆；
步骤4：焙烧
对涂覆催化剂后的泡沫金属基体进行分段式焙烧。
6.如权利要求5所述的超低温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤4对基体焙烧时，当基体为板式时，需要对板式催化剂进行压褶后再焙烧。
7.如权利要求5所述的超低温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，高岭土的加入量为TiO2质量的8%～16%，氨基纤维素的加入量为TiO2质量的3%～5%，聚环氧乙烷质量为TiO2质量2%～4%，甘氨酸与六水硝酸铈摩尔比为1～1.5。
8.如权利要求5所述的超低温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中偏钒酸铵溶解时的用水量为TiO2质量的1～1.5倍，乙醇胺为偏钒酸铵质量的25%～50%。
9.如权利要求5所述的超低温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤4中：升温程序共包括六个阶段，依次分别为：室温～80℃、80℃保温、80℃～150℃、150℃保温、150℃～350℃和350℃保温，各阶段的时间分别为1 h、2 h、1.5 h、2 h、2 h和4 h。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102125834A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-07-20 | 上海交通大学 | 钛基纳米复合金属氧化物催化剂及其制备方法 |
| WO2014141198A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Johnson Matthey Public Limited Company | Cerium-modified manganese octahedral molecular sieves as catalysts for selective catalytic reduction |
| CN108144601A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-12 | 安徽弘昇环境工程科技有限公司 | 一种scr超低温脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN114433056A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-06 | 浙江科卓环保科技有限公司 | 一种宽温区蜂窝式scr脱硝催化剂的制备方法 |
-
2022
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102125834A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-07-20 | 上海交通大学 | 钛基纳米复合金属氧化物催化剂及其制备方法 |
| WO2014141198A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Johnson Matthey Public Limited Company | Cerium-modified manganese octahedral molecular sieves as catalysts for selective catalytic reduction |
| CN108144601A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-12 | 安徽弘昇环境工程科技有限公司 | 一种scr超低温脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN114433056A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-06 | 浙江科卓环保科技有限公司 | 一种宽温区蜂窝式scr脱硝催化剂的制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117019170A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-11-10 | 江苏宁天环境科技有限公司 | 一种超低温烟气脱硝催化剂及其制备方法 |
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