[發明專利]一種抗毒化低溫脫硝催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201610063177.5
• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN105727935A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 許斌;林大偉
• 申請（專利權）人: 常州市鼎升環保科技有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種抗毒化低溫脫硝催化劑的制備方法，屬于催化劑制備領域。

背景技術

隨著社會持續發展，人類對能源的需求不斷增加，產生的大氣污染問題也不斷加重。氮氧化物是其中主要的大氣污染物之一。通常所說的氮氧化物有N₂O、NO、NO₂、N₂O₃、N₂O₄和N₂O₅等多種形式。其中比例最大的是NO和NO₂，其他形式的氮氧化物相對較少，NO和NO₂兩種物質中，絕大部分又是NO。氮氧化物會導致光化學煙霧等具有較強毒性的二次污染物的形成，我國大氣中VOCs濃度較高，光化學煙霧的產生主要受氮氧化物制約，大氣氮氧化物濃度的微小增加都會加重光化學煙霧的污染。此外氮氧化物還會通過物理、化學作用導致酸雨、溫室效應、臭氧層破壞等一系列環境問題。

按活性組分，脫硝催化劑包含貴金屬、金屬氧化物和離子分子篩三類。在SCR技術工業化之前，最早作為SCR催化劑活性物質的主要是Pt、Pb、Rh、Ru等貴金屬。這些貴金屬負載在A1₂O₃等載體上，制成的催化劑在SCR脫硝中具備很高的活性，其催化反應溫度為300℃左右。

脫硝催化劑的原理是利用氨氣和氮氧化物在催化劑的作用下發生氧化反應將氮氧化物分解成氮氣和水，但是這一系列反應必須要在高于350℃的條件下才能進行，450℃以上變得更加激烈，而反應溫度低于300℃時，只有氨氣氧化生成氮氣的副反應發生，不能起到脫硝效果。

在實際運行中，煙氣中往往存在一些二氧化硫以及其氧化生成的三氧化硫、飛灰、堿金屬、堿土金屬、As甚至Hg等成分使催化劑中毒，并且煙氣溫度過高會導致催化劑發生燒結，飛灰撞擊腐蝕等都會導致催化劑活性下降甚至喪失，在整個煙氣凈化系統配置中，高溫操作都會對催化劑產生各種傷害。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對目前傳統脫硝反應中氨氣氧化氮氧化物必須在350℃以上的高溫下才能進行，而高溫環境無疑會增加操作難度以及加大脫硝裝置的損傷，無形中增加成本，另外，在實際運行中煙氣溫度過高會導致催化劑發生燒結，飛灰撞擊腐蝕等都會導致催化劑活性下降甚至喪失，煙氣中的二氧化硫等成分能致使催化劑中毒，從而影響脫硝效率的缺陷，提供了一種抗毒化低溫脫硝催化劑的制備方法，該方法利用鈉化蒙脫石粉和二氧化鈦復配制得混合粉末，經柱化劑反應最終制得抗毒化低溫脫硝催化劑，由于能使催化劑中毒失活的硫酸鹽在二氧化鈦表面的穩定性弱，且二氧化鈦表面可以提供大量李維斯酸性位利于氨氣的吸附以及活化，和很多金屬氧化物之間具有較強相互作用力，使其在低溫環境下也能催化脫硝反應，輔以柱撐粘土的巨大比表面積以及獨特的孔隙結構，既突破了傳統脫硝反應只能在高溫條件下進行的限制又解決了傳統脫硝催化劑中毒后導致催化活性下降甚至喪失的不足，具有廣闊的應用前景。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

（1）稱取2～3kg天然蒙脫石，用無水乙醇反復沖洗其表面3～5次后，放入球磨機中研磨成粉并過200目標準篩得到預純化天然蒙脫石粉，再取1～2kg得到的蒙脫石粉裝入5L燒杯中，加入1～2L蒸餾水和500～600g氯化鈉，放置在搖床上振蕩鈉化過夜，過濾后得到鈉化蒙脫石粉，備用；

（2）量取500～600mL濃度為0.3mol/L的硫酸氧鈦溶液裝入帶有滴液漏斗的圓底燒瓶中，通過滴液漏斗向燒瓶中逐滴滴加質量濃度為10%的氨水，直至混合液pH達到7～8，將反應液離心得到白色沉淀并自然風干；

（3）將上述得到的白色沉淀重新分散進200～300mL溫度為40～50℃的熱水中，再用濃度為0.5mol/L的硝酸調節pH至1～2，放置在4～6℃的冰水浴下靜置陳化12～18h，得鈦源交聯劑；

（3）將200～300g備用的鈉化蒙脫石粉末加入到2～3L蒸餾水中配成懸浮液，再將上述制得的鈦源交聯劑緩慢滴加進攪拌狀態下的懸浮液中，加入量為10～15mL/L，繼續攪拌交聯反應20～24h，經7000～8000r/min的轉速離心后，分離得到下層沉淀，放入烘箱在80～90℃下干燥，得二氧化鈦復合蒙脫石粉；