[發(fā)明專利]一種提高了比表面積的脫硝催化劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710432139.7
• 申請(qǐng)日: 2017-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107199032A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉光利;楊岳;賈媛媛;李楊;榮樹(shù)茂;巫樹(shù)鋒;王立蓉;唐中華;梁寶鋒;王軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/30
• 分類號(hào): B01J23/30;B01J37/34;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11006
• 代理人: 王玉雙,鮑俊萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高了比表面積的脫硝催化劑及其制備方法，尤其是一種抵抗煙道氣中釩沉積不均的脫硝催化劑及其制備方法，該發(fā)明屬于無(wú)機(jī)新材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氮氧化物(NO_x)是主要的大氣污染物之一，排放要求日益嚴(yán)格。我國(guó)《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》中規(guī)定：到2015年，全國(guó)氮氧化物排放總量要比2010年下降10％。2011年9月國(guó)家環(huán)保部頒布的GB13223-2001《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)火電廠NOx排放濃度作了更為嚴(yán)格的要求：規(guī)定第三時(shí)段新建、擴(kuò)建、改建的燃煤鍋爐，NOx最高允許排放濃度為100mg/m³。國(guó)家環(huán)保部頒布的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求：2015年7月1日起，新建催化裂化裝置排放再生煙氣中氮氧化物要求小于200mg/m³，特別排放限值要求小于100mg/m³，2017年7月1日現(xiàn)有企業(yè)也執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)。在眾多煙氣脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是仍然是國(guó)際主流的技術(shù)，其NO_x脫除率可達(dá)到80％～90％。其中，脫硝催化劑是SCR技術(shù)的核心，發(fā)達(dá)國(guó)家在上世紀(jì)80年代就開(kāi)發(fā)出了針對(duì)煤質(zhì)特點(diǎn)、鍋爐類型等的一系列脫硝催化劑，我國(guó)許多科研單位與企業(yè)針對(duì)我國(guó)燃煤鍋爐和催化裂化煙氣狀況也進(jìn)行了一系列的研究，并開(kāi)發(fā)了一些脫硝催化劑。

CN201010537130提出了利用水熱方法制備脫硝催化劑的方法，首先將鈦源前驅(qū)體和鎢源前驅(qū)體混合，置于高壓釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌并干燥得到鈦鎢粉脫硝催化劑，同時(shí)還可引入釩和鉬等元素，制備多金屬氧化物催化劑。該方法制備的催化劑活性組分晶粒小、比表面積較大，但由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分混合過(guò)程，可能導(dǎo)致同種物料聚集程度較高的現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)催化劑活性會(huì)有一定影響。

CN201110345605提出了一種脫硝催化劑的制備方法，向偏鈦酸漿料中依次加入鎢酸銨、鉬酸銨和偏釩酸銨，超聲波打漿，再調(diào)節(jié)pH值至4.0～6.5，靜置、分離、烘干得到催化劑粉體。該方法工藝簡(jiǎn)單、成本低，但是偏釩酸銨以固體添加，釩的溶解性有待驗(yàn)證，釩分散不均時(shí)雖然活性很高，但SO₂/SO₃轉(zhuǎn)化率會(huì)較高，影響催化劑使用性能。

CN201210400949提出了一種二氧化鈦-三氧化鎢復(fù)合粉體的制備方法，將仲鎢酸銨溶液加入偏鈦酸漿液中，攪拌后直接真空干燥得到成品。該方法工藝簡(jiǎn)單，但是鈦-鎢的混合強(qiáng)度較低，對(duì)材料的性能會(huì)有一定的影響。

綜上所述，脫硝催化劑的制備都涉及多種金屬氧化物的混合，混合方式及工藝的不同并不能完全區(qū)分催化劑的脫硝性能，NO_x轉(zhuǎn)化率都可以達(dá)到90％以上，說(shuō)明特定金屬氧化物的催化活性較高，分散不均依然可以獲得較高的NO_x轉(zhuǎn)化率。催化劑整體性能的優(yōu)劣還需要從其他方面的表征進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)催化劑的制備還要兼顧工業(yè)放大的可操作性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種提高了比表面積的脫硝催化劑及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中脫硝催化劑在高溫?zé)煹罋庵谢钚灾行牟痪獾娜毕?，并且本發(fā)明催化劑可以抵抗煙道氣中釩氧化物在其表面不均勻沉積，又增大催化劑比表面積，提高催化劑性能。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種提高了比表面積的脫硝催化劑的制備方法，該催化劑的制備方法包括如下步驟：

(1)將活性炭與糖類溶液混合處理，然后進(jìn)行打漿；

(2)將鈦源前驅(qū)體溶解形成溶液；

(3)將鎢源前驅(qū)體溶解，并將其與步驟(1)、(2)的物料混合均勻；

(4)將步驟(3)混合均勻后溶液調(diào)節(jié)pH值至8～13，沉淀、過(guò)濾、洗滌得濾餅；

(5)在步驟(4)所得濾餅中加入去離子水，調(diào)成漿狀，加入釩源前驅(qū)體溶液，混合均勻后，進(jìn)行干燥，然后在惰性氣體保護(hù)下焙燒，形成粉狀物；

(6)將鎢源前驅(qū)體形成的溶液與步驟(5)的粉狀物混合成漿狀，攪拌后，加造孔劑，二次攪拌后，密封靜置、干燥、惰氣保護(hù)下焙燒，形成脫硝催化劑。

本發(fā)明中鈦源前驅(qū)體、鎢源前驅(qū)體、釩源前驅(qū)體、造孔劑均使用的是現(xiàn)有技術(shù)中脫硝催化劑制備常用的物質(zhì)，用量同樣依據(jù)工藝特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)牧浚景l(fā)明均不特別加以限制。本發(fā)明還推薦了優(yōu)選方案。