[發(fā)明專利]一種煙氣脫硝鈦白粉及其制備方法

有效

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• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103623801A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 陳慶;曾軍堂
• 申請（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01D53/86;B01D53/56
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及環(huán)保材料領域，具體涉及一種用于煙氣脫硝催化劑的鈦白粉，并進一步涉及煙氣脫硝鈦白粉的制備方法。

背景技術(shù)

燃煤電廠和各種工業(yè)鍋爐排放大量的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質(zhì)是造成大氣污染、酸雨和溫室效應的主要根源，我國已經(jīng)開展了大規(guī)模的煙氣脫硫項目，但煙氣脫硝還未大規(guī)模開展。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，煤耗不斷增加，燃煤造成的大氣污染日趨嚴重，特別是燃煤煙氣中的氮氧化物（NOX）成為目前大氣污染的主要污染物之一。煙氣中的氮氧化物（NOX）可以引起支氣管和肺氣腫等呼吸系統(tǒng)疾病，是形成酸雨、酸霧的主要污染物，與碳氫化合物共同作用可形成光化學煙霧。因此，對環(huán)境及對人體健康產(chǎn)生越來越嚴重的危害，控制和治理氮氧化物污染已迫在眉睫。

燃煤煙氣脫硝是控制氮氧化物（NOX）污染的一個重要途徑。目前，國家已經(jīng)出臺相應的強制性脫硝政策，對電廠、玻璃廠、鋼鐵廠等的尾氣進行脫硝處理。選擇性催化還原法（SCR）是目前最常用最高效的脫硝技術(shù)，該技術(shù)使用大量脫硝催化劑，其中納米鈦白粉是脫硝催化劑的關鍵基材部分，占脫硝催化劑重量的80%-?90%，其性能直接關系到脫銷率，因此對納米鈦白粉的比表面、活性、催化功能要求極高。目前國內(nèi)主流的SCR脫硝催化劑核心技術(shù)為日本、美國、丹麥、韓國等發(fā)達國家所壟斷，技術(shù)壁壘很高，我國企業(yè)主要依靠高成本引進技術(shù)來進行生產(chǎn)，少數(shù)能夠生產(chǎn)脫硝納米鈦白粉的企業(yè)，技術(shù)水平較為落后。根據(jù)脫硝催化劑需求，鈦白粉要求呈均態(tài)分布的納米顆粒，粒徑最好控制在20nm以下，而且呈均態(tài)分布，同時具有高比面積和活性；另外需要摻雜激發(fā)劑，促使納米鈦白粉具有催化效能。目前國內(nèi)主要采用在漿狀偏鈦酸中改性然后煅燒來制備。雖然可制得粒徑在20nm以下的納米鈦白粉，但由于摻雜改性工藝及煅燒工藝的不完善，很容易導致鈦白粉晶型轉(zhuǎn)變失去其活性，使脫硝效能大大降低。

中國發(fā)明專利公開號CN101318697B公開了一種高比表面積脫硝催化劑用二氧化鈦產(chǎn)品的制備方法，該方法利用有機表面活性劑在漿狀中對偏鈦酸活化改性，通過分段高溫煅燒得到高活性二氧化鈦。由于分段煅燒過程工藝難以控制，極易引起鈦白粉晶型轉(zhuǎn)變，而且能耗損耗較大。

中國發(fā)明專利公開號CN101757907A公開了一種用于蜂窩狀SCR脫硝催化劑制備的含鎢二氧化鈦粉體及其制備方法，該方法將偏鈦酸制成漿液A，同時將鎢溶解于去離子水中制備成溶液B，然后將溶液B加入漿液A中，經(jīng)過噴霧干燥、300-550℃煅燒3-7小時，得到鈦鎢復合脫硝粉體。含鎢鈦白粉不但活性提升，而且可以有效阻止鈦白粉由銳鈦型向金紅石型轉(zhuǎn)變，但該中方法仍需要干燥和高溫燒結(jié)，能耗損耗大。

中國發(fā)明專利公開號CN102489319A公開了一種煙氣脫硝催化劑專用納米鈦白粉及其制造方法，該方法采用偏鈦酸為原料，加入造孔劑攪拌后，添加硫酸根前驅(qū)物，攪拌后輸送至回轉(zhuǎn)窯干燥焙燒，獲得具有較高比表面和較強表面酸性的納米鈦白粉。通過造孔劑提高納米鈦白粉的比表面積，但由于缺少對鈦白粉的分散，因此所得的納米鈦白粉粒徑較大，同時仍然需要高溫焙燒。

根據(jù)上述，目前國內(nèi)脫硝催化劑專用鈦白粉主要采用含有硫酸的偏鈦酸在漿體中改性，以提高納米鈦白粉的活性，需要高溫燒結(jié)才可以確保活性，而高溫燒結(jié)極易引起鈦白粉晶型轉(zhuǎn)變，直接影響脫硝效率，不但生產(chǎn)效率低，而且能耗高、污染大，導致成本難以降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前國內(nèi)煙氣脫硝鈦白粉利用偏鈦酸在漿體改性和高溫燒結(jié)中容易發(fā)生顆粒團聚、晶型轉(zhuǎn)變以及能耗高、污染大的缺陷，提出一種煙氣脫硝鈦白粉，該鈦白粉是以普通銳鈦型二氧化鈦為主體，以多孔納米金屬氧化物作為分散載體，利用多孔納米金屬氧化物空隙率高、比表面積大的特性，使二氧化鈦在微細狀態(tài)下其表面完全展露，并利用改性劑對二氧化鈦微粒表面改性，從而產(chǎn)生較大的氧化還原電勢，大幅提高催化活性。

本發(fā)明進一步的目的是提供一種煙氣脫硝鈦白粉的制備方法，該制備方法是在高速氣流微粉機和微波作用下使二氧化鈦被不斷炸裂完全微細至納米顆粒，通過多孔納米金屬氧化物的空間位阻和緩沖使納米鈦白粉粒徑維持在5-10nm的均態(tài)分布，并利用改性劑在緩沖劑作用下對納米二氧化鈦微粒表面改性，使硫酸根附著于納米鈦白粉微粒表面形成高催化活性。其制備方法無需燒結(jié)反應，無污染物排放，大幅降低生產(chǎn)成本，避免了傳統(tǒng)脫銷鈦白粉采用偏鈦酸漿體改性和燒結(jié)工藝中容易出現(xiàn)的顆粒團聚和晶型轉(zhuǎn)變，使納米鈦白粉催化效能大幅提升。

本發(fā)明一種煙氣脫硝鈦白粉，其特征是各組分按重量份計為：

銳鈦型二氧化鈦????70-80份，