一种SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，包括（1）首先配制硫酸钛和氨基羧酸盐的混合溶液，将粉末状分子筛加入到该混合溶液中进行浸渍，经干燥和焙烧制得TiO

【技术实现步骤摘要】
一种SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术涉及环保脱硝催化剂，具体涉及一种SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法，特别适用于烟气脱硝处理。
技术介绍
氮氧化物（NOx）是造成雾霾、酸雨、光化学烟雾及温室效应的罪魁祸首之一。我国是世界第一大NOx排放国，2013年NOx排放量达到2240万吨，NOx治理成为国家“十二五”大气污染强治的重点。选择性催化还原脱硝技术（SelectiveCatalyticReduction，简称SCR）成熟、效率高、稳定性好，成为当前国内外治理NOx的主流技术和发展方向，其中，SCR技术核心即脱硝催化剂。目前，大规模应用的SCR催化剂是以V2O5作为活性组分，TiO2作为载体，再加入WO3或者MoO3作为助催化剂的中高温催化剂，这类催化剂虽然能够高效地净化NOx，但是在实际使用中仍存在一些问题。首先，该催化剂的活性温度范围为300-400℃之间，范围较窄常常不能满足使用条件下温度变化较大的要求；其次，作为主要活性组分的V2O5是一种剧毒物质，容易对人体和环境产生二次污染；再者，V2O5易将烟气中的SO2氧化为SO3，SO3会与NH3反应生成硫酸铵及硫酸氢铵从而造成催化剂活性下降，并且堵塞脱硝反应器。由于这类催化剂只有在温度高于300℃时才有较高的活性，所以一般只能将SCR反应器布置于省煤器和除尘器之间。但是现有的锅炉在该位置大多没有预留脱硝空间，因此给SCR工艺的应用带来了很大的困难。此外，在该工艺段的烟气中含有高浓度灰尘，灰尘中还有碱金属、砷和汞等会对催化剂产生毒害作用的物质，影响其脱硝效率和使用寿命。因此研究和开发活性温度范围宽、无毒、高效、经济的烟气脱硝催化剂一直是烟气脱硝领域的热点。目前国内已经报道了一些研发的SCR脱硝催化剂，并且大部分都呈现出优异的NOx净化能力。CN101204650A公开了一种铈钛复合氧化物催化剂制备方法及其应用，主要组成为氧化铈及二氧化钛，由浸渍法或共沉淀法制备得到，在催化剂的上游喷入还原剂氨气或尿素与尾气混合，使混合气在250-450℃范围内和催化剂接触，从而使氮氧化物还原为氮气和水。CN101185886A公开了一种SCR脱硝催化剂的制备方法，将堇青石蜂窝陶瓷浸渍在Al2O3-SiO2-TiO2复合溶胶中，取出后吹净孔道中的残液，干燥并焙烧；活性组分浸渍液是将硝酸镧、偏钒酸铵、仲钨酸铵混合后溶于去离子水，加入草酸，陈化；将上述载体浸渍在活性组分浸渍液中负载活性组分。但实际上，这类催化剂大都只在不含硫、无水的中高温条件下才呈现出较高的脱硝能力，并不具备长时间抗水抗硫的性能，低温活性不佳，在实际应用还有一定的局限性。CN102500358A公开了一种选择性催化还原脱硝催化剂，包括载体、活性物质和助催化剂，所述的载体为质子化的钛纳米管，所述的活性物质为通过活性物质前驱体灼烧得到的过渡金属氧化物，所述的助催化剂为通过助催化剂前驱体灼烧得到的过渡金属氧化物；所述的活性物质和助催化剂在载体上的负载量均以过渡金属氧化物中的金属与钛元素的摩尔比来表示，负载量均为0.005-1。上述选择性催化还原脱硝催化剂的制备方法是将TiO2颗粒和强碱溶液先进行水热处理，再经酸洗、水洗、有机溶剂浸泡和干燥后得到质子化的钛纳米管，再以浸渍法负载活性物质和助催化剂。该专利技术是以质子化的钛纳米管为载体，从而提高抗碱金属和碱土金属中毒能力，质子化的钛纳米管价格昂贵，制备过于复杂，且活性组分中有剧毒物质钒，容易造成二次污染。CN103240081A制备了以TiO2-SiO2为载体的锰基低温脱硝催化剂，采用溶胶-凝胶法制备MnOx/TiO2-SiO2催化剂，其中SiO2占复合载体的质量比为40%-60%，Mn与（Ti+Si）的物质的量比为0.5-1.0:1，其特点是SiO2的加入大大的增加了载体的比表面积，有利于活性物质在其表面的分散及稳定性，且以TiO2-SiO2为复合载体能提高催化剂的抗碱金属中毒性能；活性组分成本低，无毒性，且在较低温度下就能有很好的脱硝催化活性，因此适用于水泥窑炉除尘后低温环境下NOx的脱硝催化。然而锰基脱硝催化剂遇到SO2很容易失活，抗硫性能不佳。CN103230813A公开了一种适用于水泥窑炉的抗碱中毒的脱硝催化剂的制备方法，所述催化剂采用共沉淀法，在钛源溶液中加入锰盐、铈盐及助剂后搅拌得到混合溶液，在上述混合溶液中按顺序加入尿素溶液、氨水、双氧水至不再产生沉淀为止，继续搅拌1-5小时，然后先后用蒸馏水与无水乙醇离心洗涤，在70-105℃干燥8-24小时，450-650℃煅烧2-6小时后制得高比表面积的催化剂粉体。此类催化剂与同组分的溶胶凝胶法、浸渍法制备的催化剂相比具有高脱硝率和抗碱性的优势。该催化剂适于较低的脱硝温度，但当最佳脱硝温度低于250℃时，同样遇到SO2很容易失活。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法。本专利技术制备工艺简单，成本低廉，所制备的脱硝催化剂适应的活性温度范围宽，脱硝活性高，抗SO2和H2O中毒能力强。本专利技术SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）TiO2-分子筛复合载体的制备：首先配制硫酸钛和氨基羧酸盐的混合溶液，将粉末状分子筛加入到该混合溶液中进行浸渍，经干燥和焙烧制得TiO2-分子筛复合载体；（2）活性组分和助剂的负载：将步骤（1）制备的TiO2-分子筛复合载体浸渍到含有活性组分和助剂前躯体的浸渍液中，经干燥和焙烧后得到脱硝催化剂粉体；（3）蜂窝状脱硝催化剂成型：将步骤（2）制得的脱硝催化剂粉体与玻璃纤维、木浆、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、氨水、去离子水等混合后，经捏合、陈化、挤出、干燥和焙烧制得蜂窝状脱硝催化剂。本专利技术步骤（1）制得的混合溶液中，硫酸钛的浓度一般为500-3000g/L，优选为1500-2500g/L。所述的氨基羧酸盐为氨三乙酸钠（NTA）、乙二胺四乙酸盐(如可以是EDTA二钠或四钠)、二乙烯三胺五羧酸盐（DTPA）等中的一种或几种；所述的氨基羧酸盐的浓度一般为20-200g/L，优选为50-150g/L。进一步地，可以在混合溶液中加入一定量的乙醇胺，浓度为10-100g/L，有助于提高TiO2和分子筛结合能力。本专利技术所述的分子筛为H型分子筛，如可以是HZSM-5分子筛，HA型分子筛，HY型分子筛等中的一种或几种，粒径0.1-50µm，比表面积大于200mg/m3，纯度大于99.9%；加入量为使混合溶液中分子筛浓度为200-1000g/L，优选为200-400g/L。本专利技术所述的浸渍方法为本领域技术人员熟知，优选采用等体积浸渍法。本专利技术中，步骤（2）中所述活性组分选自Mn、Ce、W和Mo等中的一种或几种，优选同时含有Ce和W，其中Ce和W的元素摩尔比为0.3-5。所述的助剂选自Fe、Cu、La、Sn等中的一种或几种，优选Sn。其中浸渍液中每种活性组分前驱体的含量为0.1-1mol/L，每种助剂组分前驱体的含量为0.1-0.5mol/L。活性组分或助剂组分的前驱体一般指它们的可溶性盐，如硝酸盐等。本专利技术中，步骤（1）和步骤（2）所述的干燥温度为80-120℃，干燥时间为1-12小时；所述的焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为1-6小时。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）TiO

【技术特征摘要】
1.一种SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）TiO2-分子筛复合载体的制备：首先配制硫酸钛和氨基羧酸盐的混合溶液，将粉末状分子筛加入到该混合溶液中进行浸渍，经干燥和焙烧制得TiO2-分子筛复合载体；（2）活性组分和助剂负载：将步骤（1）制备的TiO2-分子筛复合载体浸渍到含有活性组分和助剂前躯体的浸渍液中，经干燥和焙烧后得到脱硝催化剂粉体；（3）蜂窝状脱硝催化剂成型：将步骤（2）制得的脱硝催化剂粉体与玻璃纤维、木浆、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、氨水、去离子水混合后，经捏合、陈化、挤出、干燥和焙烧制得蜂窝状脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）制得的混合溶液中，硫酸钛的浓度为500-3000g/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的氨基羧酸盐为氨三乙酸钠、乙二胺四乙酸盐、二乙烯三胺五羧酸盐中的一种或几种，混合溶液中氨基羧酸盐的浓度为20-200g/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的混合溶液中同时加入一定量的乙醇胺，浓度为10-100g/L。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的分子筛为H型分子筛，分子筛的粒径0.1-50µm，比表面积大于200mg/m3；加入后使混合溶液中分子筛浓度为200-1000g/L。6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述分子筛是HZSM-5分子筛、HA型分子筛、HY型分子筛中的一种或几种，加入后使混合溶液中分子筛浓度为200-400g/L。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述活性组分为Mn、Ce、W和Mo中的一种或几种，所述助剂为Fe、Cu、La、Sn中的一种或几种。8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述活性组分为Ce和W，其中Ce和W的元素摩尔比为0.3-5；所述助剂为Sn。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宽岭，王学海，刘淑鹤，陈高升，刘忠生，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11