一种稀土基脱硝催化剂粉体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土基脱硝催化剂粉体及其制备方法，其制备包括以下步骤：分别制得到偏钛酸浆液、仲钨酸铵溶液和硝酸铈、硝酸镧混合溶液；仲钨酸铵溶液转移到偏钛酸浆液中，得到中间混合溶液；再将硝酸铈、硝酸镧混合溶液转移到上中间混合溶液中，得到偏钛酸、仲钨酸铵、硝酸铈、硝酸镧的混合浆液；调节溶液pH至设定范围，得到含钛、钨、铈、镧元素的混合液；干燥；煅烧；研磨，制成催化剂粉体。本发明专利技术的目的是提供一种对人和环境无毒害，具有抗高温老化、寿命长、宽温域以及产物成分可控，且设备要求、操作流程简单，易于实现大规模工业生产的稀土基脱硝催化剂粉体及其制备方法。

A rare earth based denitration catalyst powder and preparation method thereof

The invention discloses a rare earth based denitration catalyst powder and its preparation method, its preparation method includes the following steps: respectively obtain a partial solution, titanium was ammonium tungstate solution and mixed solution of cerium nitrate and lanthanum nitrate; ammonium tungstate solution is transferred to a partial solution to obtain the titanium acid, then mixed solution; cerium nitrate and lanthanum nitrate mixed solution is transferred to the middle in the mixed solution, mixed slurry metatitanic acid, ammonium paratungstate, cerium nitrate and lanthanum nitrate solution; adjusting pH to the set range, to obtain a mixed solution containing titanium, tungsten, cerium, lanthanum; drying; calcination; grinding, made of powder catalyst. The purpose of this invention is to provide a kind of no harm to human and environment, with high temperature aging, long service life, wide temperature range and product composition controllable, and equipment requirements, the operation is simple, easy to realize large-scale preparation of rare earth based denitration catalyst powder industrial production and its production.

【技术实现步骤摘要】
一种稀土基脱硝催化剂粉体及其制备方法
本专利技术属于环境保护领域，具体为一种稀土基脱硝催化剂粉体及其制备方法。
技术介绍
氮氧化物（NOX）是通常是在火电厂、工业窖炉的燃料燃烧和机动车辆的尾气排放过程中产生，氮氧化物是产生酸雨和酸雾的主要原因之一。因此氮氧化物的减排工作一直是各国关注的重点，近年来我国对氮氧化物的减排日益重视，随着国内脱硝减排政策的颁布和“国内电厂氮氧化物排放标准”的修订，国内电力行业将氮氧化物的减排列入行业发展规划之中。2015年12月2日，国务院常务会议决定在全国燃煤电厂实施超低排放，为贯彻落实会议精神，环境保护部、国家发展和改革委员会、国家能源局印发了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，具体指导燃煤电厂超低排放工作。目前，用于除去氮氧化物的主要方法是选择性催化还原技术（SCR），而该技术的核心就是催化剂，催化剂的性能和制造直接影响到SCR系统的脱硝性能和实施。当前世界上常用的SCR催化剂都是以活性物质负载在氧化物或者复合氧化物载体上制备而得。目前虽然以TiO2作为载体，WO3作为助催化剂，V2O5作为活性组分的TiO2-WO3/V2O5体系，表现出较佳的脱硝效率和选择性，应用也很广泛，但该体系催化剂使用过程中含有V2O5，V2O5为有毒氧化物，微溶于水，对环境和人身安全健康造成危害。并且制造中一般直接用钛白粉为钛源，使催化活性物质均匀分布在TiO2内外表面，制造工序较复杂，对设备要求也较高。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术的缺陷，目的是提供一种对人和环境无毒害，具有抗高温老化、寿命长、宽温域以及产物成分可控，且设备要求、操作流程简单，易于实现大规模工业生产的稀土基脱硝催化剂粉体及其制备方法。为达到上述目的，提供以下技术方案：一种稀土基脱硝催化剂粉体的制备方法，其特征在于：第1步制作溶液：（1.1）以偏钛酸固体为原料，将偏钛酸溶于蒸馏水中进行搅拌，得到设定浓度的偏钛酸浆液；（1.2）以仲钨酸铵固体为原料，在加热条件下将仲钨酸铵溶于双氧水或单乙醇胺溶液中，得到设定浓度的仲钨酸铵溶液；（1.3）以硝酸铈、硝酸镧固体混合物为原料，将硝酸铈、硝酸镧溶于设定浓度的柠檬酸溶液中，得到设定浓度的硝酸铈、硝酸镧混合溶液；第2步得到偏钛酸、仲钨酸铵、硝酸铈、硝酸镧的混合浆液：将步骤（1.2）所得的仲钨酸铵溶液慢慢地转移到步骤（1.1）的偏钛酸浆液中，搅拌均匀得到中间混合溶液；再将步骤（1.3）所得的硝酸铈、硝酸镧混合溶液慢慢地转移到上中间混合溶液中，继续搅拌均匀，得到偏钛酸、仲钨酸铵、硝酸铈、硝酸镧的混合浆液；第3步调节溶液pH：向第2步中得到的混合浆液慢慢滴加设定浓度的氨水溶液，调节溶液pH至设定范围，得到含钛、钨、铈、镧元素的混合液；第4步将步骤3中得到的混合液干燥；第5步煅烧；第6步研磨，制成催化剂粉体。如上所述一种稀土基脱硝催化剂粉体的制备方法，其特征在于：所述步骤（1.1）中，搅拌1个小时，得到偏钛酸的浆液，偏钛酸浓度为20%-50%。如上所述一种稀土基脱硝催化剂粉体的制备方法，其特征在于：所述步骤（1.1）中偏钛酸的浆液中偏钛酸最优浓度为30%-35%。如上所述一种稀土基脱硝催化剂粉体制备方法，其特征在于：所述步骤（1.2）中，（1.2.1）用双氧水溶解，仲钨酸铵的质量与双氧水的质量比例为1：1-1.5，其中双氧水溶液的浓度为27.5%-30%；（1.2.2）用单乙醇胺溶解，仲钨酸铵的质量与单乙醇胺的质量比例为1：1-1.1，单乙醇胺溶液的浓度为10-30%；步骤（1.2.1）和步骤（1.2.2）两者选择其中之一。如上1所述一种稀土基脱硝催化剂粉体制备方法，其特征在于：所述步骤（1.3）中，硝酸铈、硝酸镧的质量之和与柠檬酸溶液的质量比例为1：1-2，搅拌均匀，直到全部溶解。如上所述一种稀土基脱硝催化剂粉体制备方法，其特征在于：所述步骤2中得到的混合浆液慢慢滴加20%-28%的氨水溶液，调节溶液至pH=7-11。如上所述一种稀土基脱硝催化剂粉体制备方法，其特征在于：所述步骤4中干燥：（4.1）直接干燥，温度为80℃-120℃；（4.2）真空耙式干燥，温度为80℃-120℃,转速为5-15r/min，真空度为399.9Pa；步骤（4.1）和步骤（4.2）两者选择其中之一。如上所述一种稀土基脱硝催化剂粉体制备方法，其特征在于：所述步骤5中煅烧为将干燥出来的产物进行程序升温煅烧，程序升温的速率为3-12℃/min，煅烧温度为450-600℃，煅烧时间为3-8小时。如上所述一种稀土基脱硝催化剂粉体的制备方法，其特征在于：所述步骤6中研磨为将上述煅烧产品进行研磨，采用球磨法或者超细磨研磨法进行研磨，粒度为3-15um。如上所述一种稀土基脱硝催化剂粉体，其特征在于：所述催化剂粉末中以重量计，三氧化钨的含量范围为2%-15%，三氧化二镧含量的范围为2%-5%，二氧化铈的含量范围为5-8%。本专利技术的有益效果：（1）无毒害本专利技术的催化剂粉末制备中不含有毒氧化物V2O5，不会对环境和人身安全健康造成危害。（2）抗高温老化、寿命长、宽温域本专利技术催化剂制备中用偏钛酸为原料，经程序升温煅烧得到的催化剂载体二氧化钛内部结构分布均匀，物理化学性质稳定，催化剂经过研磨后能得到均一粒度（3-15um），且有较高比表面积（80-120m2/g）的催化剂粉末；在稀土元素中镧和铈熔点最高，其氧化物三氧化二镧、二氧化铈具备良好热稳定性和抗氧化性，加入载体中能提明显高TiO2的热稳定性并改善催化活性，有效还原烟气中的氮氧化物，其中二氧化铈由于具有优异的储放氧性能,在氧化反应中得到广泛应用，能提高氮氧化物的转化率；催化剂中含有的三氧化钨在脱硝催化剂中不仅起到抗硫化、抗毒害的作用，还能提升载体本身抗烧结能力，使催化剂的使用具有宽温域（280℃-460℃），并使催化剂保持较高的催化活性。（3）产物成分可控，设备要求、操作流程简单本专利技术中催化剂制备过程中不直接使用钛白粉为钛源，而是用偏钛酸固体为钛源，偏钛酸溶解后与其它组分以浆液状态均匀混合，经干燥、煅烧后得到的以二氧化钛为载体的催化剂，制备过程中不会产生废液，产品成分可准确控制，稀土氧化物含量易于调节；且制备中固体原料的溶解，溶液的混合，以及干燥，煅烧，研磨过程实施方便，不涉及复杂设备，操作流程简单有序，易于实现大规模工业生产。具体实施方式以下通过实施例来对本专利技术予以进一步的说明，需要注意的是下面的实施例仅用作举例说明，本
技术实现思路
并不局限于此。实施例1：一种稀土基脱硝催化剂粉体及其制备方法：第1步制作溶液：（1.1）以600Kg偏钛酸固体为原料，将偏钛酸溶于600Kg蒸馏水中搅拌1个小时，得到偏钛酸浆液；（1.2）以20Kg仲钨酸铵固体为原料，在60℃条件下，将仲钨酸铵溶于80L双氧水溶液（60L蒸馏水和20L双氧水的水溶）中，直到溶解完全，得到仲钨酸铵溶液；（1.3）以30Kg硝酸铈、10Kg硝酸镧固体混合物为原料，将硝酸铈、硝酸镧溶于60L柠檬酸溶液中（50L蒸馏水和10L柠檬酸的水溶液）搅拌30分钟，得到硝酸铈、硝酸镧混合溶液；第2步得到偏钛酸、仲钨酸铵、硝酸铈、硝酸镧的混合浆液：将步骤（1.2）所得的仲钨酸铵溶液慢慢地转移到步骤（1.1）的偏钛酸浆液中，搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土基脱硝催化剂粉体的制备方法，其特征在于：第1步制作溶液：（1.1）以偏钛酸固体为原料，将偏钛酸溶于蒸馏水中进行搅拌，得到设定浓度的偏钛酸浆液；（1.2）以仲钨酸铵固体为原料，在加热条件下将仲钨酸铵溶于双氧水或单乙醇胺溶液中，得到设定浓度的仲钨酸铵溶液；（1.3）以硝酸铈、硝酸镧固体混合物为原料，将硝酸铈、硝酸镧溶于设定浓度柠檬酸溶液中，得到设定浓度的硝酸铈、硝酸镧混合溶液；第2步得到偏钛酸、仲钨酸铵、硝酸铈、硝酸镧的混合浆液：将步骤（1.2）所得的仲钨酸铵溶液慢慢地转移到步骤（1.1）的偏钛酸浆液中，搅拌均匀得到中间混合溶液；再将步骤（1.3）所得的硝酸铈、硝酸镧混合溶液慢慢地转移到上中间混合溶液中，继续搅拌均匀，得到偏钛酸、仲钨酸铵、硝酸铈、硝酸镧的混合浆液；第3步调节溶液pH：向第2步中得到的混合浆液慢慢滴加设定浓度的氨水溶液，调节溶液pH至设定范围，得到含钛、钨、铈、镧元素的混合液；第4步将步骤3中得到的混合液干燥；第5步煅烧；第6步研磨，制成催化剂粉体。

【技术特征摘要】
1.一种稀土基脱硝催化剂粉体的制备方法，其特征在于：第1步制作溶液：（1.1）以偏钛酸固体为原料，将偏钛酸溶于蒸馏水中进行搅拌，得到设定浓度的偏钛酸浆液；（1.2）以仲钨酸铵固体为原料，在加热条件下将仲钨酸铵溶于双氧水或单乙醇胺溶液中，得到设定浓度的仲钨酸铵溶液；（1.3）以硝酸铈、硝酸镧固体混合物为原料，将硝酸铈、硝酸镧溶于设定浓度柠檬酸溶液中，得到设定浓度的硝酸铈、硝酸镧混合溶液；第2步得到偏钛酸、仲钨酸铵、硝酸铈、硝酸镧的混合浆液：将步骤（1.2）所得的仲钨酸铵溶液慢慢地转移到步骤（1.1）的偏钛酸浆液中，搅拌均匀得到中间混合溶液；再将步骤（1.3）所得的硝酸铈、硝酸镧混合溶液慢慢地转移到上中间混合溶液中，继续搅拌均匀，得到偏钛酸、仲钨酸铵、硝酸铈、硝酸镧的混合浆液；第3步调节溶液pH：向第2步中得到的混合浆液慢慢滴加设定浓度的氨水溶液，调节溶液pH至设定范围，得到含钛、钨、铈、镧元素的混合液；第4步将步骤3中得到的混合液干燥；第5步煅烧；第6步研磨，制成催化剂粉体。2.根据权利要求1所述一种稀土基脱硝催化剂粉体的制备方法，其特征在于：所述步骤（1.1）中，搅拌1个小时，得到偏钛酸的浆液，偏钛酸浓度为20%-50%。3.根据权利要求2所述一种稀土基脱硝催化剂粉体的制备方法，其特征在于：所述步骤（1.1）中偏钛酸的浆液中偏钛酸最优浓度为30%-35%。4.根据权利要求1所述一种稀土基脱硝催化剂粉体制备方法，其特征在于：所述步骤（1.2）中，（1.2.1）用双氧水溶解，仲钨酸铵的质量与双...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道君，李军营，姜朝兴，杨晓波，丁巧铃，
申请(专利权)人：北京神雾电力科技有限公司，湖北神雾热能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11