本发明专利技术提供了一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂，以锐钛矿TiO2为载体，Ce(SO4)2作为助剂，V2O5为活性组分，各部分所占比例(重量百分比)为：Ce(SO4)2/TiO2＝7％～16％，V2O5/催化剂总质量＝1％，采用等体积浸渍的制备方法，经过干燥、煅烧制备完成。该制备方法工艺简单、能耗低、污染小、环境友好；催化剂具有高活性、高抗碱金属中毒性能，原料资源丰富、廉价易得；通过添加Ce(SO4)2作为助剂，催化剂表现出良好的酸性和氧化还原能力；在脱硝效率上，钒铈钛催化剂要高于商用钒钨钛催化剂，具有较高的活性，碱金属NaNO3中毒后脱硝效率比商用钒钨钛催化剂提高了39.6％～47.8％，具有优秀的抗碱金属中毒的性能。本发明专利技术可有效减少烟气中碱金属对脱硝催化剂的危害，提高催化剂的运行稳定性及使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种催化剂，尤其涉及一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂及制备方法。
技术介绍
氮氧化物作为主要的大气污染物越来越受到人们的关注，它们是造成光化学烟雾、酸雨及温室效应等灾害的主要污染物。大部分的氮氧化物都来源于运输和火力发电等煤耗较大的企业，因此，对燃煤电站氮氧化物的排放控制亟待解决。SCR脱硝技术以其高活性、高脱硝效率、没有副产物等优点已经应用到全国大部分燃煤机组中，“十二五”期间，我国每年数亿千瓦完成脱硝改造，其中2015年SCR脱硝机组容量为8.2亿千瓦，煤电脱硝比例92.8％。SCR脱硝技术的核心是催化剂，目前常用的商业催化剂为V2O5-WO3/TiO2，为满足其活性温度300℃～400℃的工作条件，催化剂通常布置于高温、高尘烟气道中，其脱硝性能易受飞灰中各种碱金属组分的影响而降低，使燃煤电站系统运行成本增加。因此，研究开发一种新型高效抗碱金属中毒的催化剂具有十分重要的实际意义。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的SCR烟气脱硝催化剂通常布置于高温、高尘烟气道中，其脱硝性能易受飞灰中各种碱金属组分的影响而降低，本专利技术提供了一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂，该催化剂具有高活性，优良的抗碱金属中毒的性能，旨在提高催化剂的运行稳定性及使用寿命，节约烟气脱硝运行成本。同时，本专利技术还提供了一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂，该催化剂是以锐钛矿TiO2为载体，Ce(SO4)2作为助剂，V2O5为活性组分。作为本专利技术的一种优选方案，所述催化剂Ce(SO4)2作为助剂，活性组分为V2O5，锐钛矿TiO2为载体，其中各部分所占比例(重量百分比)为：Ce(SO4)2/TiO2＝7％～16％；V2O5/催化剂总质量＝1％。本专利技术提供的一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)载体TiO2预处理：将TiO2载体在120℃下干燥1h；取一定量干燥好的TiO2载体，向载体中逐渐加入去离子水，直至载体呈现溶胶的状态，则此时加入水的量即为此质量下载体的饱和吸水量；(2)偏钒酸铵/硫酸高铈/草酸溶液配制：制备一定浓度的偏钒酸铵(NH4VO3)、硫酸高铈(Ce(SO4)2·4H2O)溶液，为促进偏钒酸铵(NH4VO3)的溶解度，溶液中要同时加入了草酸(H2C2O4·2H2O)，加入草酸的的摩尔数为NH4VO3的两倍；(3)活性组分负载：称取相同质量的TiO2载体，按照规定比例称取硫酸高铈、偏钒酸铵、草酸配置成溶液，与载体充分搅拌混合，放在超声环境中震荡30min，静置两小时；催化剂进行干燥、煅烧，制备得到V2O5-Ce(SO4)2/TiO2催化剂。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤(2)中偏钒酸铵/硫酸高铈溶液的配置，制得的混合液中NH4VO3、Ce(SO4)2·4H2O的浓度分别为0.0177g/ml和0.0118～0.268g/ml。作为本专利技术的另一种优选方案，所述步骤(3)中活性组分负载，干燥温度为120℃，干燥时间为6小时，煅烧温度为500℃，煅烧时间为5小时。作为本专利技术的又一种优选方案，所述步骤(1)中活性组分V2O5的比例为：V2O5/催化剂总质量＝1％。作为本专利技术的一种改进方案，所述步骤(1)中助剂Ce(SO4)2的比例为：Ce(SO4)2/TiO2＝7％～16％。本专利技术的技术效果是：该催化剂具有高活性，优良的抗碱金属中毒的性能，解决催化剂因布置于高温、高尘烟气道中其脱硝性能易受飞灰中各种碱金属组分的影响而降低的问题，提高催化剂的运行稳定性及使用寿命，节约烟气脱硝运行成本。附图说明图1为V2O5-WO3/TiO2催化剂和不同的V2O5-Ce(SO4)2/TiO2新鲜催化剂脱硝效率随温度变化曲线；图2为V2O5-WO3/TiO2和V2O5-Ce(SO4)2/TiO2催化剂NaNO3中毒催化剂脱硝效率随温度变化曲线；图3为V2O5-Ce(SO4)2/TiO2和V2O5-WO3/TiO2两种催化剂NaNO3中毒后NH3-TPD谱图；图4为V2O5-Ce(SO4)2/TiO2和V2O5-WO3/TiO2两种催化剂NaNO3中毒后H2-TPR谱图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细地描述。一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂，该催化剂是以锐钛矿TiO2为载体，Ce(SO4)2作为助剂，V2O5为活性组分，其中各部分所占比例(重量百分比)为：Ce(SO4)2/TiO2＝7％～16％；V2O5/催化剂总质量＝1％。一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)载体TiO2预处理：将TiO2载体在120℃下干燥1h；取一定量干燥好的TiO2载体，向载体中逐渐加入去离子水，直至载体呈现溶胶的状态，则此时加入水的量即为此质量下载体的饱和吸水量；(2)偏钒酸铵/硫酸高铈/草酸溶液配制：制备一定浓度的偏钒酸铵(NH4VO3)、硫酸高铈(Ce(SO4)2·4H2O)溶液，为促进偏钒酸铵(NH4VO3)的溶解度，溶液中要同时加入了草酸(H2C2O4·2H2O)，加入草酸的的摩尔数为NH4VO3的两倍；(3)活性组分负载：称取相同质量的TiO2载体，按照规定比例称取硫酸高铈、偏钒酸铵、草酸配置成溶液，与载体充分搅拌混合，放在超声环境中震荡30min，静置两小时；催化剂进行干燥、煅烧，制备得到V2O5-Ce(SO4)2/TiO2催化剂。其中，在步骤(2)中偏钒酸铵/硫酸高铈溶液的配置，制得的混合液中NH4VO3、Ce(SO4)2·4H2O的浓度分别为0.0177g/ml和0.0118～0.268g/ml。在步骤(3)中活性组分负载，干燥温度为120℃，干燥时间为6小时，煅烧温度为500℃，煅烧时间为5小时。在步骤(1)中活性组分V2O5的比例为：V2O5/催化剂总质量＝1％；步骤(1)中助剂Ce(SO4)2的比例为：Ce(SO4)2/TiO2＝7％～16％。具体反应条件为：催化反应性能数据是在固定床连续流动石英反应器中进行测定。催化剂粒度为40-60目，用量为200mg，反应气体组成为：NO 1000ppm、NH3 1000ppm、6.7％(体积百分比)O2，使用N2为平衡气，反应中的气体空速360000ml/(g·h)，反应温度在中温段300℃～450℃测试催化剂的脱硝性能。其中催化剂中毒采用碱金属NaNO3中毒，中毒程度按照(摩尔质量比)Na/V＝1进行。实施例1图1为V2O5-Ce(SO4)2/TiO2和V2O5-WO3/TiO2两种催化剂在300℃～450℃温度段下的脱硝活性图。在此温度段下，V2O5-10％Ce(SO4)2/TiO2、V2O5-13％Ce(SO4)2/TiO2两种催化剂显示出高于V2O5-WO3/TiO2的脱硝效率，对比于V2O5-WO3/TiO2催化剂在350℃、400℃、450℃脱硝效率为91.1％、95.7％、93.4％，V2O5-10％Ce(SO4)2/TiO2在相应温度的脱硝效率为93.6％、98.3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂，其特征在于：该催化剂是以锐钛矿TiO2为载体，Ce(SO4)2作为助剂，V2O5为活性组分。
【技术特征摘要】
1.一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂，其特征在于：该催化剂是以锐钛矿TiO2为载体，Ce(SO4)2作为助剂，V2O5为活性组分。2.根据权利要求1所述的一种具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂Ce(SO4)2作为助剂，活性组分为V2O5，锐钛矿TiO2为载体，其中各部分所占比例(重量百分比)为：Ce(SO4)2/TiO2＝7％～16％；V2O5/催化剂总质量＝1％。3.一种制备权利要求1或2所述的具有高抗碱金属中毒的SCR脱硝催化剂的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)载体TiO2预处理：将TiO2载体在120℃下干燥1h；取一定量干燥好的TiO2载体，向载体中逐渐加入去离子水，直至载体呈现溶胶的状态，则此时加入水的量即为此质量下载体的饱和吸水量；(2)偏钒酸铵/硫酸高铈/草酸溶液配制：制备一定浓度的偏钒酸铵(NH4VO3)、硫酸高铈(Ce(SO4)2·4H2O)溶液，为促进偏钒酸铵(NH4VO3)的溶解度，溶液中要同时加入了草酸(H2C2O4·2H2O)，加入草酸的的摩尔数为NH4VO3的两倍；(3)活性组分负载：称取相同质量的T...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜学森，杨政，陈艳容，杨仲卿，蒲舸，冉景煜，张力，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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