本发明专利技术属于烟气催化净化技术领域，涉及一种用于烟气脱硝的催化剂及其制备方法。其特征在于，催化剂包括CeO2、Fe2O3和TiO2，其质量百分比为：CeO2?2～50％，Fe2O3?0.5～10％，TiO2?40～97.5％；制备上述催化剂时，CeO2以硝酸铈的形式加入，Fe2O3以硝酸铁的形式加入，TiO2以锐钛矿型二氧化钛的形式存在。该催化剂不采用具有毒害作用的钒元素，减轻了对环境的污染。同时在225～500℃范围内具有高于80％的氮氧化物转化率，并且在有二氧化硫存在的条件下，其氮氧化物转化率在250～500℃范围内仍保持在80％以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟气催化净化
，涉及一种用于烟气脱硝的催化剂及其制备方法。
技术介绍
由氮氧化物(NOx)引起的臭氧和酸雨等环境污染问题日益突出，如何有效地消除NOx已成为目前环保领域中的重要课题。氨气选择催化还原法(NH3-SCR)是脱除烟气中NOx效率最高，应用最为广泛的脱硝技术，该技术的核心是催化剂的研究。目前商用的NH3-SCR催化剂，主要是V2O5-TiO2或V2O5-WO3(MoO3)-TiO2。该类催化剂在350 400°C表现出较高的NOx去除率和良好的抗硫性能。但是，该催化剂在实际使用中仍存在一些问题:活性组分V2O5的前驱物毒性一般非常大，对人体和环境都具有毒害作用；催化剂的制备条件较为严格不易控制；操作温度窗口较窄，且控制严格，不适合我国现有电厂烟气脱硝；V205对于SO2向SO3具有较高的转化率，使生成的SO3与逃逸的NH3及烟气中的水蒸气反应生成NH4HSO4，在低于其露点(300 3200C )时易凝结在设备和管道上造成堵塞和腐蚀。因此，需要开发一种在较宽的温度窗口范围内具有优良的NOx脱除效果和抗硫中毒能力的无钒催化剂。专利号为200910087773.7的专利文件公开了一种低钒脱硝催化剂，该催化剂在200 450°C范围内具有高于90%的NOx转化率，但该催化剂含有少量的钒元素，对环境和人体仍具有一定的危害作用。申请号为200910145015.6的专利文件公开了一种低温选择催化还原脱硝催化剂，该催化剂采用纳米锰氧化物为活性组分，在较宽的温度窗口范围内(200 350°C )其NOx转化率保持在80%以上，但该专利并未考察其在含硫气氛中的脱硝表现。申请号为200910219534.2的专利文件公开了一种铈基脱硝催化剂，该催化剂以CeO2-WO3为活性组分，在250 450°C范围内表现出了良好的脱硝活性和抗硫性能，但该专利所考察的二氧化硫浓度偏低(仅为IOOppm)，限制了该催化剂的应用范围。由此可见，如何在保持催化剂较宽的操作温度窗口和较高抗硫中毒性能的同时，提高催化剂制备与使用过程中的安全性，是上述脱硝技术能否广泛应用的关键问题。
技术实现思路
本专利技术的目的，是克服现有的脱硝催化剂操作温度窗口窄，对人体和环境具有一定毒害作用等缺点，制备一种在较宽的温度窗口范围内具有优良的NOx脱除效果和抗硫中毒能力的无f凡催化剂。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:—种用于烟气脱硝的无钒脱硝催化剂，其特征在于，催化剂的成分包括Ce02、Fe203、TiO2，该三种成分的质量百分比为:CeO2 2 50%，Fe2O3 0.5 10%，TiO2 40 97.5%，该三种成分质量比之和满足100%。上述催化剂中CeO2为主活性组分、Fe2O3为助剂、TiO2为载体，其组成可表示为:Ce02_Fe203/Ti02。制备上述催化剂时，CeO2以硝酸铈的形式加入，Fe2O3以硝酸铁的形式加入，TiO2以锐钛矿型二氧化钛的形式存在，其具体步骤包括:(I)将Ce (NO3) 3、Fe (NO3) 3和去离子水按质量比为Ce (NO3) 3: Fe (NO3) 3:去离子水=0.17 2.52: 0.09 1.01: 100混合溶解，形成透明溶液；(2)向步骤(I)所得到的透明溶液中缓慢加入锐钛矿型TiO2粉末，均匀搅拌5 8小时，得到TiO2含量为8 33g/L的浆料；(3)将步骤(2)得到的浆料放入超声器里超声浸溃8 12小时，取出干燥，然后在400 600°C温度下焙烧2 4小时，最后研磨成80 100目的粉末，制得Ce02_Fe203/Ti02催化剂。上述制备步骤⑴、⑵中的原料配比，是根据催化剂中的Ce02、Fe2O3JiO2质量比要求，采用含量为99%以上的固体Ce (NO3) 3>Fe (NO3) 3和TiO2时的配比；如果原料纯度不够，可根据催化剂含量要求、原料纯度，换算各原料的加入量。CeO2具有独特的氧化还原能力和酸碱性质，能够加强气相反应中NO向NO2的转化，从而有助于提高NOx的脱除效率，因此本专利技术选择CeO2为主活性组分；而Fe基催化剂因对SO2向SO3的转化具有较低的活性，从而使其具有较好的抗硫中毒能力，本专利技术选择Fe2O3为助剂。本专利技术以CeO2-Fe2O3为活性组分，不采用有毒性活性组分V2O5,与现有技术相比减轻了对环境的污染，达到了降低成本和提高使用安全性的目的。该催化剂在固定床模拟烟气条件下进行脱硝测试，结果表明当空速为SOOOOh'NO体积浓度为1000ppm、S02体积浓度为500ppm时，在250 500°C的温度区间内，脱硝效率达到80%以上。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1，制备一种以CeO2-Fe2O3为活性组分的无钒脱硝催化剂，催化剂的成分包括Ce02、Fe203、Ti02，三种成分的质量百分比为:Ce02 40%,Fe2O3 3%, TiO2 57%。制备步骤如下:步骤I，将含量99%以上固体Ce (NO3)3、含量99.5 %以上固体Fe (NO3) 3和去离子水按质量比Ce(NO3)3: Fe (NO3)3:去离子水=1.97: 0.30: 100混合溶解，形成透明溶液；步骤2，向步骤I所得的透明溶液中缓慢加入含量99.5%以上锐钛矿型TiO2粉末，均匀搅拌7小时，得到TiO2含量为llg/L的浆料；步骤3，将步骤2得到的浆料放入超声器里超声浸溃10小时，取出干燥，然后在500°C高温下焙烧2小时，最后研磨成80 100目的固体粉末，制得Ce02-Fe203/Ti02催化剂。模拟烟气脱硝测试表明，当空速 为3000( ' NO体积浓度为lOOOppm、NH3/N0 =1.0、氧浓度为3%时，催化剂脱硝活性在225 500°C范围内保持在80%以上，当通入500ppm SO2时，在250 500°C范围内其脱硝活性仍保持在80%以上。实施例2，制备一种以CeO2-Fe2O3为活性组分的无钒脱硝催化剂，催化剂的成分包括Ce02、Fe203、Ti02，三种成分的质量百分比为=CeO2 50%, Fe2O3 10%, TiO2 40%。制备步骤如下:步骤I，将含量99%以上固体Ce (NO3)3、含量98.5 %以上固体Fe (NO3) 3和去离子水按质量比Ce(NO3)3: Fe (NO3)3:去离子水=2.52: 1.01: 100混合溶解，形成透明溶液；步骤2，向步骤I所得到的透明溶液中缓慢加入含量99.5%以上锐钛矿型TiO2粉末，均匀搅拌8小时，得到TiO2含量为8g/L的浆料；步骤3，将步骤2得到的浆料放入超声器里超声浸溃12小时，取出干燥，然后在600°C高温下焙烧3小时，最后研磨成80 100目的固体粉末，制得Ce02-Fe203/Ti02催化剂。模拟烟气脱硝测试 表明，当空速为3000( ' NO体积浓度为lOOOppm、NH3/N0 =1.0、氧浓度为3%时，催化剂的活性温度窗口宽度向低温区缩减了 100°C，其脱硝活性在225 400°C范围内保持在80%以上，而其抗硫性能变化不大。上述结果表明，当催化剂中Fe2O3重量百分含量较高时，催化剂的高温活性有所下降。实施例3，制备一种以Ce本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于烟气脱硝的无钒脱硝催化剂，其特征在于，催化剂的成分包括CeO2、Fe2O3、TiO2，该三种成分的质量百分比为：CeO2?2～50％，Fe2O3?0.5～10％，TiO2?40～97.5％，该三种成分质量比之和满足100％。
【技术特征摘要】
1.一种用于烟气脱硝的无钒脱硝催化剂，其特征在于，催化剂的成分包括Ce02、Fe2O3,TiO2，该三种成分的质量百分比为=CeO2 2 — 50%, Fe2O3 0.5 10%，TiO2 40 97.5%，该三种成分质量比之和满足100%。2.按权利要求1所述的一种用于烟气脱硝的无钒脱硝催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将Ce(NO3) 3、Fe (NO3) 3和去尚子水按质星比为C...
【专利技术属性】
技术研发人员：全燮，束韫，孙红，汪鹏，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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