一种高稳定性的SCR脱硝催化剂的制备方法与流程

本发明属于scr脱硝，特别涉及一种高稳定性的scr脱硝催化剂的制备方法。

背景技术：

1、理想的燃煤烟气脱硝催化剂需要满足以下条件：(1)活性高，为满足国家严格的排放标准，需要达到80％～90％的脱硝率，即要求催化剂有很高的scr活性；(2)选择性强，还原剂nh3主要是被nox氧化成n2和h2o，而不是被o2氧化。催化剂的高选择性有助于提高还原剂的利用率，降低运行成本；(3)机械性能好，燃煤电厂大多采用高灰布置方式，scr催化剂需长期受大气流和粉尘的冲刷磨损，并且安装过程对催化剂的机械强度也有一定的要求；(4)抗毒性强，烟气和飞灰中含有较多的毒物，催化剂需要耐毒物的长期侵蚀，长久保持理想的活性；(5)其他，scr催化剂对so2的氧化率低，良好的化学、机械和热稳定性，较大的比表面积和良好的孔结构，压降低、价格低、寿命长。此外，还要求scr催化剂结构简单、占地省、易于拆卸或装填。

2、授权公告号为cn101433855b的中国发明专利公开了一种scr脱硝催化剂的制备方法及由该方法所制备的scr脱硝催化剂，其包括如下步骤:1、一定量的硫酸亚铁铵溶于水；2.按质量比硫酸亚铁:ti02＝1:(2-30)加入锐钛矿型纳米ti02；3、按质量比硅酸盐纳米孔材料:ti02＝1:(0.5-2)加入硅酸盐纳米孔材料，搅拌均匀；4、上述得到的溶液加热搅拌至千燥，在60-160c干燥1-10h；5、在200-350c下，通氧气烧0.5-5小时，然后在350-450c氮气下煅烧4-48h，得到所述的催化剂。此外，本发明还涉及由所述scr脱硝催化剂的制备方法所制备的scr脱硝催化剂，所述催化剂具有抗砷中毒和抗硫氧化的性能，但是该催化剂比表面积小，吸附活性较低，并且无法实现低温催化的效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高稳定性的scr脱硝催化剂的制备方法，具有较强表面酸性的低温脱硝催化剂。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高稳定性的scr脱硝催化剂的制备方法，包括以下制备步骤：

3、s1：活性组分的制备：将一定量的磷钼酸、硝酸铜和20％质量分数的改性剂混合，并加入去离子水使其溶解，然后在40℃下搅拌1h后继续在85℃的水浴中搅拌4h使其成为胶状物，然后将其烘干后在350℃下煅烧3h，经过研磨后得到活性组分。

4、s2：改性载体的制备：将普朗尼克f127、钛酸四丁酯、乙醇和冰醋酸混合，并进行搅拌溶解，然后先后依次加入3-4wt.％羧甲基纤维素、10-20wt.％无机粘合剂、10-12wt.％玻璃纤维和0.5-1wt.％活性炭进行混合并强力搅拌得到改性载体。

5、s3：负载型催化剂的制备：然后将步骤s1中得到的活性组分和步骤s2中得到的改性载体进行混合，然后在40℃下恒温磁力搅拌1h后继续在85℃的水浴中磁力搅拌4h后，在真空中陈腐15h，然后进行烘干、煅烧，形成负载型催化剂。

6、本发明的进一步设置为：所述改性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

7、本发明的进一步设置为：所述磷钼酸和硝酸铜中，钼元素和铜元素的摩尔比为1：3。

8、本发明的进一步设置为：所述步骤s3中活性组分与改性载体的质量分数比1：8-9。

9、本发明的进一步设置为：所述普朗尼克f127、钛酸四丁酯、乙醇和冰醋酸的摩尔质量比为0.1-0.15：1：1：3。

10、本发明的进一步设置为：所述步骤s2中的无机粘合剂为拟薄水铝石、铝溶胶、硅溶胶中的一种和多种。

11、本发明的进一步设置为：所述步骤s3中的煅烧温度为300-400℃。

12、本发明的有益效果是：。

13、1、本发明采用磷钼酸、硝酸铜和改性剂制备活性组分，二氧化钛为载体，研究制备了具有较强表面酸性的低温脱硝催化剂，磷钼酸表面较强的酸性能够抑制二氧化硫的吸附，具有较好的抗硫性能，而改性剂的添加增加了活性组分的比表面积，提高了活性组分的分散性好同时还提升了低温下催化剂对no的处理能力；本发明中磷钼酸的添加能够改善催化剂的表面酸性，强表面酸性会一定程度上阻止so2在催化剂表面的吸附。此外催化剂表面较强的酸性也能促进更多的nh3吸附量，同时有利于催化剂脱硝性能的提升。本发明中制备的催化剂对no和nh3分子能够形成稳定的化学吸附，形成配位nh3或者是nh4+，在催化剂表面酸性位点的nh3还可与气相的no反应，在对no进行转化的同时能够消耗酸性位点上吸附态nh3，so2和水分子在催化剂表面的吸附能力明显低于no和nh3。

14、2、本发明在以二氧化钛为基本载体，添加了普朗尼克f127和其他改性剂进行了载体的改性，发现随着的普朗尼克f127添加量逐渐增多，催化剂的活性逐渐提高，这是由于改性后的载体具有较多且均匀的大孔结构，并且相互连通，同时催化剂的颗粒分散性较好，有利于形成较小的催化剂颗粒，进而获得较大的比表面积，有利于提高催化剂的低温活性。

15、3、本发明中成型剂羧甲基纤维素溶于液体后会形成一定的网状结构，有利于大孔结构的坍塌和形变，而无机粘合剂的添加相当于载体的作用，由于催化剂大孔结构容易受到破坏使比表面积减小，能够为催化剂提供一定的高温强度和机械强度，活性炭能够起到造孔的作用，碳还可以作为还原剂参与氧化铜的还原过程；锻烧过程中释放活性炭占据的位置可以产生大量额外的连通孔结构；这些变化将极大地提高整体式催化剂的脱硝活性。

技术特征：

1.一种高稳定性的scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高稳定性的scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述改性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

3.根据权利要求1所述的一种高稳定性的scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述磷钼酸和硝酸铜中，钼元素和铜元素的摩尔比为1：3。

4.根据权利要求1所述的一种高稳定性的scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中活性组分与改性载体的质量分数比1：8-9。

5.根据权利要求1所述的一种高稳定性的scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述普朗尼克f127、钛酸四丁酯、乙醇和冰醋酸的摩尔质量比为0.1-0.15：1：1：3。

6.根据权利要求1所述的一种高稳定性的scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中的无机粘合剂为拟薄水铝石、铝溶胶、硅溶胶中的一种和多种。

7.根据权利要求1所述的一种高稳定性的scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中的煅烧温度为300-400℃。

技术总结
本发明属于SCR脱硝技术领域，一种高稳定性的SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下制备步骤：S1：活性组分的制备：将一定量的磷钼酸、硝酸铜和20％质量分数的改性剂混合，并加入去离子水使其溶解，然后在40℃下搅拌1h后继续在85℃的水浴中搅拌4h使其成为胶状物，然后将其烘干后在350℃下煅烧3h，经过研磨后得到活性组分；S2：改性载体的制备：将普朗尼克F127、钛酸四丁酯、乙醇和冰醋酸混合，并进行搅拌溶解，然后先后依次加入3‑4wt.％羧甲基纤维素、10‑20wt.％无机粘合剂、10‑12wt.％玻璃纤维和0.5‑1wt.％活性炭进行混合并强力搅拌得到改性载体；S3：负载型催化剂的制备。具有较强表面酸性的低温脱硝催化剂。

技术研发人员：杜峰,江海艳,姚阳杰,秦万东,童飞
受保护的技术使用者：襄阳泽东化工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13