[發(fā)明專利]一種以鈦鋁復(fù)合氧化物為載體的蜂窩狀脫硝催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410484413.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104190394A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李敬;鄭珩;王磊;張向輝;王蕾;胡洧冰;張新波;何洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): B01J21/12
• 分類號(hào): B01J21/12;B01J23/30;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及工業(yè)氣體凈化方法，具體為一種以鈦鋁復(fù)合氧化物為載體的蜂窩狀脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

NO_x包括NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₄、N₂O₅等多種氮的氧化物，其中NO和NO₂是重要的大氣污染物。NO_x不僅危害人體健康，可誘發(fā)多種疾病，還會(huì)造成多種二次污染。NO_x可形成光化學(xué)煙霧和酸雨，破壞臭氧層，影響整個(gè)生態(tài)環(huán)境，NO_x還是形成區(qū)域細(xì)粒子污染和灰霾的重要因素。近年來(lái)，我國(guó)NO_x排放量迅速升高，若無(wú)控制，我國(guó)氮氧化物排放量在2020年將達(dá)到3000萬(wàn)噸，給我國(guó)大氣環(huán)境帶來(lái)巨大的威脅。

目前，世界各國(guó)采用的脫硝技術(shù)主要為選擇性催化還原技術(shù)(SCR)。其中，脫硝催化劑是SCR技術(shù)的核心。應(yīng)用最廣泛的是釩系整型催化劑，以TiO₂為載體，V₂O₅為活性組份。但是，國(guó)內(nèi)SCR催化劑生產(chǎn)技術(shù)尚需依賴于國(guó)外技術(shù)引進(jìn)，主要問(wèn)題在于催化劑載體TiO₂粘度大、強(qiáng)度低，遇水有一定的水硬性，易與模具等黏結(jié)，所以制備具有一定形狀，機(jī)械強(qiáng)度，比表面積和活性的催化劑，常需添加各類添加劑。商業(yè)催化劑中各種添加劑占總重量的10％以上，但對(duì)于各種添加劑的成分、含量和加入方式屬于技術(shù)機(jī)密，而這些條件對(duì)于制備SCR催化劑都至關(guān)重要。

Al₂O₃具有機(jī)械強(qiáng)度大、可塑性好、比表面積大等特點(diǎn)。鈦鋁復(fù)合載體(TiO₂和Al₂O₃)，可賦予載體較好的機(jī)械強(qiáng)度、比表面活性以及成型性能。中國(guó)專利申請(qǐng)CN1792431A公開(kāi)了一種以TiO₂和Al₂O₃為復(fù)合載體的脫硝催化劑，以堇青石蜂窩陶瓷為骨架材料，以TiO₂和Al₂O₃為復(fù)合載體，涂覆到堇青石表面。該專利未說(shuō)明復(fù)合載體與堇青石之間的結(jié)合力是否滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，提供一種使制備的脫硝催化劑具有高效的脫硝活性，且生產(chǎn)工藝可靠，能夠滿足工業(yè)煙氣脫除氮氧化物的需要，具有較好的應(yīng)用前景的以鈦鋁復(fù)合氧化物為載體的蜂窩狀脫硝催化劑。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的為提供一種以鈦鋁復(fù)合氧化物為載體的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法。

本發(fā)明目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種以鈦鋁復(fù)合氧化物為載體的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)鈦鋁復(fù)合氧化物的制備：將硫酸氧鈦和硫酸鋁溶液加入恒溫反應(yīng)釜中，控制恒溫反應(yīng)釜內(nèi)的溫度為55-70℃，在攪拌條件下向恒溫反應(yīng)釜中滴加碳酸鹽水溶液，調(diào)節(jié)恒溫反應(yīng)釜中混合溶液的pH值至6.0-9.0，繼續(xù)攪拌1.0-2.0h后，將恒溫反應(yīng)釜中的混合溶液過(guò)濾，得固態(tài)物。將固態(tài)物洗滌、干燥，得鈦鋁復(fù)合氧化物；

(2)粉末催化劑的制備：將鎢酸銨和偏釩酸銨溶于5.0％的草酸溶液中，得浸漬液。將步驟(1)制備的鈦鋁復(fù)合氧化物分散于浸漬液中，在50-60℃條件下電動(dòng)攪拌6.0h，再80-100℃條件下蒸干水分。蒸干后的物料在80-120℃下干燥12-24h，然后在500-600℃下煅燒4.0h，制得粉末催化劑。

(3)蜂窩狀催化劑的擠出成型：將步驟(2)制備的粉末催化劑與成型助劑玻璃纖維、聚丙烯酰胺、活性炭、甘油和去離子水混合，經(jīng)過(guò)混料、煉泥、陳化和擠出成型，制得成型樣品。

(4)蜂窩狀催化劑的后處理：將擠出成型樣品在50-70℃下干燥12-24h后，再在500-600℃下煅燒4-12h，即得產(chǎn)品；

所述步驟(1)中，硫酸氧鈦的濃度以TiO₂計(jì)為50-200g/L；硫酸鋁的濃度以Al₂O₃計(jì)為10-50g/L；

所述步驟(1)中，碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸鉀中的一種或多種，碳酸鹽水溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％，滴加速率為2.0-7.0mL/min。

所述步驟(1)中，將固態(tài)物洗滌、干燥；