一种复合金属硫酸盐系烟气脱硝催化剂及其制备方法技术

技术编号:9788188 阅读:102 留言:0更新日期:2014-03-20 04:34
本发明专利技术涉及一种复合金属硫酸盐系烟气脱硝催化剂及其制备方法,属于环保催化材料和大气污染治理技术领域。其特征是该发明专利技术以二氧化钛为载体,硫酸铈为活性组分,过渡金属硫酸盐作为助催化剂;以载体质量为基准,催化剂活性组分质量百分含量为1~25%,活性组分与助剂的质量比为1:(0.1~0.9)。本发明专利技术催化剂采用直接浸渍硫酸盐法制备。与现有选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂技术性能相比,本发明专利技术催化剂拓宽了中高温脱硝活性温度窗口,显著增强了催化剂同时抗水蒸气和二氧化硫的中毒能力,且催化剂制备工艺简单、环保廉价、无二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,属于环保催化材料和大气污染治理

技术介绍
NOx是大气污染的主要污染物之一。大气中的NOx能引起酸雨、光化学烟雾等破坏生态环境并危及人类健康的一系列问题。我国是世界第一大NOx排放国,每年因酸雨污染造成的损失超过千亿元。目前,以氨气为还原剂的选择性催化还原法(SCR)因其稳定、高效、经济而成为烟气脱硝的主流技术。目前商用SCR催化剂多以TiO2为载体,V2O5为主要活性组分,并负载少量的WO3或MoOJt为助剂,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;其次V2O5易将烟气中的SO2氧化为S03,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。因此研究和开发无毒、高效、经济的烟气SCR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很多自主研发的无毒脱硝催化剂,并且大部分都呈现出优异的NOx净化能力。专利技术专利CN200710188005.1、CN200610165430.4等公开的过渡金属、稀土金属的氧化物或复合氧化物催化剂能够在300?450°C均取得良好的脱硝活性,但实际上,这类催化剂大都只在不含硫、无水的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,对于实际应用还有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了弥补现有催化剂的缺点,提供一种制备工艺简单,脱硝效率高、成本低廉、抗硫中毒能力强、体系环境友好的复合金属硫酸盐系烟气脱硝催化剂。本专利技术的另一目的是提供上述催化剂的制备方法。为解决上述技术问题,本专利技术采用的主要技术方案如下:一种复合金属硫酸盐系烟气脱硝催化剂,其特征在于以二氧化钛作为载体,硫酸铈为活性组分,过渡金属硫酸盐为助催化剂;以二氧化钛载体质量为基准,活性组分的质量百分含量为I?25% ;活性组分与助催化剂的质量比为1: (0.1?0.9)。优选所述的过渡金属硫酸盐为镍、锰、锌、铜、锡或钴硫酸盐中的一种或多种。本专利技术提供了上述的复合金属硫酸盐系烟气脱硝催化剂的方法,具体步骤如下:(I)活性组分浸溃液的制备按照催化剂活性组分硫酸铈与助剂过渡金属硫酸盐的质量比为1: (0.1?0.9),分别称取可溶性的硫酸铈盐、过渡金属硫酸盐溶解于去离子水中,配制成硫酸盐质量分数为1%?10.5%的稳定溶液;(2)活性组分的负载根据活性组分占载体质量I~25%,向步骤(1)所述的溶液中加入TiO2粉体,加热搅拌均匀,将其水分均匀蒸发后得到粘稠状物质;(3)催化剂成型及焙烧将步骤(3)中得到的粘稠状物质放置陈腐后,使用成型机将其挤出至所需形状;成型催化剂坯体干燥,经400~650°C焙烧2~5h制得催化剂。优选步骤(2)中搅拌温度为70~90°C,搅拌时间为I~4h ;步骤(3)中的陈腐时间为24~50h ;成型催化剂坯体的干燥温度为70~120°C,干燥时间为8~24h。本专利技术所述的催化剂,还可通过所述过渡金属离子掺杂Ce02/Ti02复合氧化物经硫酸酸化得以制备。上述的复合金属硫酸盐系烟气脱硝催化剂,适用于机动或固定燃烧装置包括各种机动车发动机和燃煤烟气脱硝中的应用。有益效果:本专利技术所制备的催化剂环保、廉价、高效,不采用有毒性的活性组分V205。本专利技术所制备的催化剂还有一个突出特征是具有优异的抗硫中毒能力,在水和高含量二氧化硫存在下仍能维持脱硝活性。【附图说明】图1为实施例1中复合金属硫酸盐催化剂脱硝率随温度的变化曲线,其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合金属硫酸盐系烟气脱硝催化剂,其特征在于以二氧化钛作为载体,硫酸铈为活性组分,过渡金属硫酸盐为助催化剂;以二氧化钛载体质量为基准,活性组分的质量百分含量为1~25%;活性组分与助催化剂的质量比为1:(0.1~0.9)。

【技术特征摘要】
1.一种复合金属硫酸盐系烟气脱硝催化剂,其特征在于以二氧化钛作为载体,硫酸铈为活性组分,过渡金属硫酸盐为助催化剂;以二氧化钛载体质量为基准,活性组分的质量百分含量为I?25% ;活性组分与助催化剂的质量比为1: (0.1?0.9)。2.根据权利要求1所述的复合金属硫酸盐系烟气脱硝催化剂,其特征在于所述的过渡金属硫酸盐为镍、锰、锌、铜、锡或钴硫酸盐中的一种或多种。3.一种制备如权利要求1所述的复合金属硫酸盐系烟气脱硝催化剂的方法,具体步骤如下: (1)活性组分浸溃液的制备 按照催化剂活性组分硫酸铈与助剂过渡金属硫酸盐的质量比为1: (0.1?0.9),分别称取可溶性的硫酸铈盐、过渡金属硫酸盐溶解于去离子水中,配制成硫酸盐质量分数为1%?10.5%的稳...

【专利技术属性】
技术研发人员:祝社民雷天起沈岳松沈树宝
申请(专利权)人:南京工业大学
类型:发明
国别省市:

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