[發(fā)明專利]一種整體式脫硝催化劑及其制備方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310511214.0 | 申請日： | 2013-10-25 |
| 公開（公告）號： | CN103537275A | 公開（公告）日： | 2014-01-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 薛青松;路勇;張坤;蔣金剛;王一萌;何鳴元 | 申請（專利權(quán)）人： | 華東師范大學(xué) |
| 主分類號： | B01J23/30 | 分類號： | B01J23/30;B01D53/90;B01D53/56 |
| 代理公司： | 上海藍迪專利事務(wù)所 31215 | 代理人： | 徐筱梅;張翔 |
| 地址： | 200241 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 整體 式脫硝 催化劑 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以燒結(jié)金屬纖維包裹TiO2或Al2O3為載體的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)整體式SCR脫硝催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)
氮氧化物（NOx）包括NO、N2O、NO2、N2O4等，是世界公認的主要大氣污染物之一，同時也是酸雨、高地面臭氧濃度和光化學(xué)煙霧的成因物質(zhì)。NOx的污染已成為全球性環(huán)境問題，2010年我國的氮氧化物排放量為2273.6萬噸，其中機動車的NOx排放約占其總排放量的1/3，其余近70%來自于煤炭的直接燃燒。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，NOx排放量呈逐年增加趨勢。世界各國已陸續(xù)發(fā)布了相關(guān)法令，嚴格限制NOx的排放，我國已開始向企業(yè)收取NOx排污費，因此，如何控制NOx排放量已成為企業(yè)所必須面臨的問題。
防止氮氧化物產(chǎn)生和脫除氮氧化物是減少NOx排放的兩大主要途徑。前者常通過鍋爐改進和低氮氧化合物技術(shù)來實現(xiàn)，而以NH3為還原劑的選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是目前工業(yè)上脫除NOx最有效的方法(Nakajima?F?and?Hamada?I.?Catalysis?Today,?1996,?29(1-4):?109)。整體式催化劑的研制與開發(fā)是SCR技術(shù)的核心，已有的整體式催化劑所使用的載體主要包括蜂窩陶瓷、活性炭或金屬絲網(wǎng)，蜂窩陶瓷和活性炭載體易受煙氣中的水、二氧化硫和粉塵的影響發(fā)生堵塞和中毒，且其需要成型、機械強度低、傳質(zhì)性能差、使用壽命短、熱響應(yīng)慢、易破碎等，增加動力系統(tǒng)的耗能。盡管以金屬絲網(wǎng)為載體制得脫硝催化劑（中國專利CN101391214A、CN101274282B、CN100455352C、CN102166515A、CN102580763A）在改善傳質(zhì)傳熱等方面取了一些有意義的結(jié)果。但是，目前市售的金屬絲網(wǎng)的絲徑一般在100微米左右，以金屬絲網(wǎng)制作的整體式脫硝催化劑存在網(wǎng)孔過大、催化劑擔(dān)載量低、活性組分分布不均勻以及不易折成各種形狀等缺點。
金屬纖維的直徑為2~20微米，遠低于金屬絲網(wǎng)的絲徑，將包裹金屬氧化物的金屬纖維燒結(jié)，再負載活性組分，制作成集催化劑和反應(yīng)器于一體的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的整體式催化劑，具有活性組分分布均勻、催化劑擔(dān)載量高、傳質(zhì)傳熱好、大孔隙率、壓力將小、易于褶皺等優(yōu)點。將金屬纖維應(yīng)用于制作整體式SCR脫硝催化劑未見報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)的不足而提供的一種以燒結(jié)金屬纖維包裹TiO2或Al2O3為載體的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的整體式SCR脫硝催化劑，從根本上實現(xiàn)了催化劑和反應(yīng)器一體化設(shè)計的新材料和新結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
一種整體式脫硝催化劑，特點是：該催化劑是將金屬纖維、金屬氧化物顆粒及纖維素，加入水中打漿，在紙業(yè)成型器上制成薄層濾餅，干燥、氧化燒除纖維素后，于氫氣氛中焙燒，形成金屬氧化物束縛在金屬三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)化載體，再用浸漬法將活性組分V2O5及助劑負載于所述結(jié)構(gòu)化載體表面，制得所述催化劑，其中：催化劑中各組分組成如下（質(zhì)量分數(shù)）：16~44wt%的金屬纖維，44~80wt%的TiO2顆粒，1~2wt%的V2O5，3~10wt%的助劑。????
所述結(jié)構(gòu)化載體中金屬纖維體積含量為2~5%，金屬氧化物顆粒體積含量為22~45%，孔隙率50~76%。
所述金屬氧化物為TiO2或Al2O3。
所述助劑為WO3、MoO3、CeO2或La2O3。
所述金屬纖維直徑為2-20微米，包括鎳纖維、銅纖維或不銹鋼纖維。
所述纖維素為市售普通濾紙。
一種上述催化劑的制備方法，該方法包括以下具體步驟：
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