[發(fā)明專利]一種用于研究燃煤煙氣脫硝的顆粒狀催化劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910237645.6
• 申請日: 2009-11-13
• 公開（公告）號: CN101716509A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷志剛;賈美如
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J21/04;B01D53/56;B01D53/86
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于化學(xué)脫硝反應(yīng)催化劑領(lǐng)域，特別涉及一種用于研究蜂窩狀堇 青石基CuO/γ-Al₂O₃催化劑的脫硝本征動力學(xué)方程的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

選擇性催化還原NO(SCR)方法是目前最有效的脫硝方法，它的核心技術(shù) 就是催化劑的選擇。CuO/Al₂O₃在不同的溫度范圍內(nèi)都體現(xiàn)出較高的脫硫能力 和脫硝活性，但由于其顆粒狀結(jié)構(gòu)，帶來流體阻力大、易被煙氣粉塵堵塞等 問題，使得工業(yè)化應(yīng)用比較困難。蜂窩狀催化劑不僅能夠克服上述問題，而且易 裝卸，已被廣泛用于汽車尾氣處理，煙道氣中氮氧化物的脫除，內(nèi)燃機等的催 化助燃及其它化學(xué)反應(yīng)工程。蜂窩狀堇青石因其良好的機械性能和熱穩(wěn)定性 而廣泛用作催化劑第一載體，Al₂O₃膜為第二載體以增加比表面積。《燃料化學(xué) 學(xué)報》2004年第32卷，第3期，報道了一篇關(guān)于蜂窩狀堇青石基CuO/Al₂O₃催 化劑用于煙氣同時脫硫脫硝的研究，以硝酸鋁為原料制得鋁溶膠前軀體，采 用過量浸漬法制得鋁涂層；以硝酸銅為浸漬液，采用過量浸漬法制得活性組 分氧化銅，并對其活性進行了研究。

Sirdeshpande等人已經(jīng)對顆粒狀催化劑CuO/γ-Al₂O₃的動力學(xué)做了研究，得 到了動力學(xué)方程式，并對參數(shù)進行估計(Kinetics?of?the?Selective?Catalytic Reduction?of?NO?with?NH₃?over?CuO/γ-Al₂O₃)。而關(guān)于這種結(jié)構(gòu)化催化劑蜂窩 狀堇青石基CuO/γ-Al₂O₃在煙氣脫硝方面的本征動力學(xué)卻沒有任何報道。原因 之一由于催化劑的第一載體蜂窩狀堇青石這一結(jié)構(gòu)的存在本身就與顆粒狀的 催化劑CuO/γ-Al₂O₃有很大的區(qū)別，給其脫硝本征動力學(xué)的研究帶來了一定的 難度。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提出一種催化劑及其制備方法，該催化劑可以用來研 究蜂窩狀堇青石基CuO/γ-Al₂O₃催化劑的脫硝本征動力學(xué)方程。

本發(fā)明的催化劑是由研碎的蜂窩狀堇青石、γ-Al₂O₃和CuO組成的混合物， 其中γ-Al₂O₃的含量為研碎的蜂窩狀堇青石質(zhì)量的4.5％，CuO的含量為研碎 的蜂窩狀堇青石質(zhì)量的1％-3％，20～100目，反應(yīng)溫度為320℃-420℃，質(zhì)量 空速為0.018m³h^-1g^-1。

制備本發(fā)明的催化劑步驟如下：

(1)將蜂窩狀堇青石研碎后用20-100目標準篩篩選，先用無水乙醇在室 溫下超聲清洗5-10min，再用去離子水洗3-5次，并在100-120℃干燥箱里干燥 2-3h；

(2)常溫下往特種擬薄水鋁石(SB)粉中滴加0.5％硝酸直至PH值為3.5， 充分攪拌3-5h，即得到鋁溶膠前驅(qū)體，將該鋁溶膠前驅(qū)體通過等體積浸漬法 擔(dān)載到步驟(1)得到的顆粒物上，然后用60℃的水浴鍋炒干，60℃的干燥箱 干燥24h，最后用500℃馬弗爐煅燒2-3h，通過控制擔(dān)載的次數(shù)使γ-Al₂O₃的含 量為研碎的蜂窩狀堇青石質(zhì)量的4.5％；

(3)將質(zhì)量百分比為2.5％-7.5％的硝酸銅溶液通過等體積浸漬法擔(dān)載到步 驟(2)得到的顆粒物上，然后用60℃的水浴鍋炒干，60℃干燥箱干燥9～12h， 110℃干燥箱干燥6～9h，500℃馬弗爐煅燒2～3h，通過控制擔(dān)載的次數(shù)使CuO 的含量為研碎的蜂窩狀堇青石質(zhì)量的1％-3％。

(4)再次用20-100目標準篩篩選步驟(3)得到的顆粒物即得到權(quán)利要求 1所述的顆粒狀堇青石基CuO/γ-Al₂O₃催化劑。