一种低温耐硫钒钛系脱硝催化剂及制备方法技术

一种低温耐硫钒钛系脱硝催化剂及制备方法，属于脱硝催化剂领域。采用浸渍法制备，以锐钛矿型的二氧化钛为载体，在其表面负载五氧化二钒、三氧化钨以及钌元素。其中：TiO2为70‑95wt％，V2O5为0‑10wt％，WO3为0‑20wt％，Ru为0.1‑0.8wt％。其化学组分前驱物分别是：V2O5前驱物为偏钒酸铵，WO3前驱物为钨酸铵，Ru前驱物为三氯化钌。通过负载微量贵金属元素，使得脱硝催化剂不仅可以在150‑400℃下保持90％以上的效率，还可以减缓在含硫烟气氛围内由SOx形成的硫酸盐类对催化剂的毒害作用。本发明专利技术提高催化剂寿命，制备方法简便易操作，生产效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低温脱硝催化剂领域，尤其涉及一种低温耐硫钒钛系脱硝催化剂的制备方法。
技术介绍
氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一，也是直接导致我国各地雾霾天、臭氧破坏、空气污染的重大因素。以氨气为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术是目前烟气脱硝技术中最为成熟、高效的技术。脱硝催化剂是该技术的核心，它的性能是决定整个系统的脱硝效果和经济性的主要因素。目前国内外市场上的脱硝催化剂的工作温度大多在290～400℃，属于中温催化剂，对一些工业锅炉等低温烟气的处理需要复杂的换热器系统。在低温烟气条件下，烟气中的SOx会形成硫酸盐类物质毒害催化剂，加速催化剂的失活，缩短催化剂的使用寿命。针对现有技术存在问题，研发具有低温高活性的耐硫脱硝催化剂，不仅可以减少对低温烟气再热而浪费大量的能耗，同时还可以缓解SOx对催化剂的毒害作用，提高催化剂寿命。
技术实现思路
为实现低温烟气下进行高活性的脱硝，减缓催化剂的失活，提高催化剂的寿命。本专利技术提供一种方法简单的低温耐硫钒钛系脱硝催化剂的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术一种低温耐硫钒钛系脱硝催化剂，采用浸渍法在催化剂载体表面负载V2O5、WO3以及Ru的脱硝催化剂，催化剂的载体为TiO2，催化剂活性成分为V2O5，助剂为WO3和Ru。进一步优选：催化剂各组分含量：TiO2为70-95wt％，V2O5为0-10wt％，WO3为0-20wt％，Ru为0.1-0.8wt％。进一步优选V2O5和WO3均不为0。进一步上述所述低温耐硫钒钛系脱硝催化剂的制备方法，步骤包括如下:1)将草酸和偏钒酸铵溶于去离子水中，并使其在40-80℃条件下全部溶解；2)将钨酸铵、三氯化钌依次加入到步骤1)生成的溶液中，使其继续在40-80℃条件全部溶解；3)将TiO2载体缓慢加入到步骤2)生成的溶液中，最终使其在40-80℃条件下全部呈粘稠状；4)将步骤3)得到的粘稠状固体，在烘箱中烘干呈块状，然后放入马弗炉中，在200-300℃条件下焙烧2-5个小时，然后在400-500℃条件下焙烧2-5个小时，自然冷却到室温，筛分至20-120目备用。上述制备方法各种原料草酸：偏钒酸铵的质量为(1-3)：1。进一步优选：偏钒酸铵、钨酸铵、三氯化钌和二氧化钛的质量比为1:1.5:(0.1-0.15)：20。本专利技术所具有的优点如下：1、本专利技术可以降低脱硝催化剂的催化温度，使脱硝催化剂在150-400℃的温度范围内能够达到90％以上的脱硝效率，不需另外设置升温装置。2、本专利技术脱硝催化剂具有优秀的低温耐硫性能，降低了催化剂在含硫烟气中的毒害作用，提高催化剂的使用寿命。3、本专利技术提供的制备方法，原料来源丰富，操作简单，制备所需时间短，为以后工业化应用打下了基础。附图说明图1为V2O5-WO3-Ru-TiO2催化剂在不同温度下的脱硝效率图。其中曲线(No.1)、(No.2)、(No.3)分别对应实例1、实例2、实例3样品的脱硝效率曲线。图2为实例1中所得1#催化剂的抗硫性能图。图3为实例2中所得3#催化剂的抗硫性能图。图4为所制得V2O5-WO3-Ru-TiO2样品的XRD谱图。其中曲线(No.1)、(No.3)分别对应实例1、实例3样品的XRD谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不限于以下实施例。实例1：将3g草酸和1g偏钒酸铵溶于40g去离子水中，并在40℃条件下全部溶解；将1.5g钨酸铵和0.1g三氯化钌依次加入到生成的溶液中，继续在40℃条件下使其全部溶解；最后将20gTiO2载体缓慢加入到上述溶液中，并在40℃条件下使其全部呈粘稠状；将得到的粘稠状固体，放入烘箱中烘干，然后放入马弗炉中，在250℃条件下焙烧2个小时，然后在450℃条件下焙烧5个小时，自然冷却到室温，筛分至20-120目备用，得到1#催化剂。实例2：将6g草酸和2g偏钒酸铵溶于80g去离子水中，并在40℃条件下全部溶解；将3g钨酸铵和0.2g三氯化钌依次加入到生成的溶液中，继续在40℃条件下使其全部溶解；最后将40gTiO2载体缓慢加入到上述溶液中，并在40℃条件下使其全部呈粘稠状；将得到的粘稠状固体，放入烘箱中烘干，然后放入马弗炉中，在250℃条件下焙烧2个小时，然后在450℃条件下焙烧5个小时，自然冷却到室温，筛分至20-120目备用，得到2#催化剂。实例3：将6g草酸和2g偏钒酸铵溶于80g去离子水中，并在40℃条件下全部溶解；将3g钨酸铵和0.25g三氯化钌依次加入到生成的溶液中，继续在40℃条件下使其全部溶解；最后将40gTiO2载体缓慢加入到上述溶液中，并在40℃条件下使其全部呈粘稠状；将得到的粘稠状固体，放入烘箱中烘干，然后放入马弗炉中，在250℃条件下焙烧2个小时，然后在450℃条件下焙烧5个小时，自然冷却到室温，筛分至20-120目备用，得到3#催化剂。测试例1：分别以实例1的1#催化剂，实例2的2#催化剂，实例3的3#催化剂为例，进行脱硝活性测试。原料气组成部分为NOx(700ppm)、NH3(700ppm)，5％O2，N2作为平衡气，空速为27000h-1，测试催化剂在120-400℃的脱硝效率曲线，测试结果如图1。由测试结果可以看出，催化剂脱硝效率在150-400℃范围内都可以达到90％以上，高活性区间大，拥有良好的脱硝性能。图中No.1对应实例1的1#催化剂，No.2对应实例2的2#催化剂，No.3对应实例3的3#催化剂。测试例2：以实例1的1#催化剂进行抗硫实验。原料气组成部分为NOx(700ppm)、NH3(700ppm)，5％O2，SO2浓度286mg/m3，N2作为平衡气，空速为27000h-1，在160℃条件下进行抗硫实验，测试结果如图2。测试时间52小时，脱硝效率由97.7％降到92.6％。图中No.1对应实例1的1#催化剂。测试例3：以实例3的3#催化剂进行抗硫实验。原料气组成部分为NOx(700ppm)、NH3(700ppm)，5％O2，SO2浓度286mg/m3，N2作为平衡气，空速为27000h-1，在175℃和180℃条件下进行抗硫实验，测试结果如图3。温度在175℃时，测试时间240小时，脱硝效率由97％降到84.5％。温度在180℃时，测试时间146小时，脱硝效率由90％下降到85％。图中No.3对应实例3的3#催化剂。测试例4：分别以实例1的1#催化剂，实例3的3#催化剂，进行X-射线衍射测试，测试结果如图4。图中No.1对应实例1的1#催化剂，No.3对应实例3的3#催化剂，从图中可以看出，两种样品的XRD图仅出现TiO2的特征衍射峰，在衍射角2θ＝25.3°时出现最高峰，其中V2O5、WO3、Ru的特征衍射峰没有被观察到，可能是因为其负载量较少并且高度分散在催化剂表面。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温耐硫钒钛系脱硝催化剂，其特征在于，采用浸渍法在催化剂载体表面负载V2O5、WO3以及Ru的脱硝催化剂，催化剂的载体为TiO2，催化剂活性成分为V2O5，助剂为WO3和Ru。

【技术特征摘要】
1.一种低温耐硫钒钛系脱硝催化剂，其特征在于，采用浸渍法在催化剂载体表面负载V2O5、WO3以及Ru的脱硝催化剂，催化剂的载体为TiO2，催化剂活性成分为V2O5，助剂为WO3和Ru。2.按照权利要求1所述的一种低温耐硫钒钛系脱硝催化剂，其特征在于，催化剂各组分含量：TiO2为70-95wt％，V2O5为0-10wt％，WO3为0-20wt％，Ru为0.1-0.8wt％。3.按照权利要求2所述的一种低温耐硫钒钛系脱硝催化剂，其特征在于，V2O5和WO3均不为0。4.制备权利要求1或2所述的一种低温耐硫钒钛系脱硝催化剂的方法，其特征在于，步骤包括如下:1)将草酸和偏钒酸铵溶于去离子水中，并使其在40-80℃条件下全部溶解；2)将钨酸铵、三氯化钌依次加入到步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李坚，张铁军，何洪，梁文俊，梁全明，曹子雄，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11