阅读说明：本技术 一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法 (Preparation method of alkali metal-resistant denitration catalyst ) 是由 荆国华 黄志伟 杜月瑶 张�杰 吕碧洪 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法,将Fe<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>负载于HY沸石分子筛载体制备得到的Fe<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>/HY催化剂,利用HY沸石分子筛的特殊孔道结构捕获碱金属元素,使得碱金属元素和活性组分Fe<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>分离,进而使催化剂具有很好的抗碱性能。本发明制备的催化剂在使用过程中不会对环境造成二次污染。相比于V<Sub>2</Sub>O<Sub>5</Sub>组分有毒的商业的V<Sub>2</Sub>O<Sub>5</Sub>-WO<Sub>3</Sub>/TiO<Sub>2</Sub>脱硝催化剂,具有更好的SCR催化活性和更优秀的抗碱性能。本发明采用共沉淀法和浸渍法制备催化剂,操作过程简单且重复性很高,催化剂制备过程只需要借助常规的设备和仪器,适合工业化的大规模生产。(The invention discloses a preparation method of an alkali metal denitration catalyst, which is prepared by mixing Fe 2 O 3 Fe prepared by loading HY zeolite molecular sieve carrier 2 O 3 The HY catalyst utilizes the special pore structure of the HY zeolite molecular sieve to capture alkali metal elements so that the alkali metal elements and an active component Fe 2 O 3 And separating to obtain the catalyst with excellent alkali resistance. The catalyst prepared by the invention does not cause secondary pollution to the environment in the using process. Compared with V 2 O 5 Commercial V with toxic component 2 O 5 ‑WO 3 /TiO 2 The denitration catalyst has better SCR catalytic activity and more excellent alkali resistance. The invention adopts coprecipitation method and impregnation method to prepare the catalyst, the operation process is simple, the repeatability is high, and the catalyst is preparedThe preparation process only needs conventional equipment and instruments, and is suitable for industrial large-scale production.)

一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法

技术领域

本发明属于脱硝催化剂技术领域，具体涉及一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法。

背景技术

工业烟气含有一定量的氮氧化物，直接排放会对环境造成极大的危害。目前最有效的控制氮氧化物排放的方法为选择性催化还原法，利用还原剂氨气，在氧气存在的条件下将氮氧化物还原为氮气和水。烟气中含有一定量的飞灰，飞灰中的碱金属物质对SCR催化剂具有很强的毒害作用，会使得催化剂表面

酸位点减少，严重影响催化剂的活性甚至会使得催化剂失活。目前商用的SCR催化剂为V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂，其中活性组分V₂O₅具有高毒性且会挥发对环境造成二次危害等缺点，抵抗碱金属中毒的能力也比较差。因此，开发一种不仅具有良好的催化性能还具有较强的抗碱金属中毒的能力的新型无毒脱硝催化剂代替现有的商业催化剂显得十分重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种抗碱金属脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将FeSO₄·7H₂O和FeCl₃·6H₂O混合后，加过量氨水调节pH至9.0后过滤，所得固体经去离子水洗涤至中性，干燥后得到固体Fe₃O₄；

(2)将上述固体Fe₃O₄研磨成粉状后，与HY沸石分子筛粉末于去离子水中均匀分散混合，充分去除水分；

(3)将步骤(2)所得的物料研磨至细粉末状，煅烧后即得所述抗碱金属脱硝催化剂，该抗碱金属脱硝催化剂中Fe₂O₃的含量10-40wt％，HY沸石分子筛的含量为60-90wt％；上述煅烧具体为：以1-3℃/min的速率升温至200-500℃，然后直接自然冷却至室温。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中的干燥的温度为60-180℃，时间为4-12h。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中，FeSO₄和FeCl₃的摩尔比为0.8-1.2∶1.5-2.5。

进一步优选的，所述步骤(1)中，FeSO₄和FeCl₃的摩尔比为1∶2。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中的充分去除水分的方法是通过旋蒸和干燥。

进一步优选的，所述步骤(2)中的干燥的温度为60-180℃，时间为4-12h。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中的煅烧具体为：以2℃/min的速率升温至300℃，然后直接自然冷却至室温。

本发明的有益效果是：

1、本发明将Fe₂O₃负载于HY沸石分子筛载体制备得到的Fe₂O₃/HY催化剂，利用HY载体的特殊孔道结构捕获碱金属元素，使得碱金属元素和活性组分Fe₂O₃分离，进而使催化剂具有很好的抗碱性能。

2、本发明制备的催化剂在使用过程中不会对环境造成二次污染。相比于V₂O₅组分有毒的商业的V₂O₅-WO₃/TiO₂脱硝催化剂，具有更好的SCR催化活性和更优秀的抗碱性能。

3、本发明采用共沉淀法和浸渍法制备催化剂，操作过程简单且重复性很高，催化剂制备过程只需要借助常规的设备和仪器，适合工业化的大规模生产。

附图说明

图1为Fe₂O₃/HY催化剂在不同Na⁺含量时的SCR催化性能图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

实施例1：

(1)取104.5g FeSO₄·7H₂O和202.65g FeCl₃·6H₂O配置成混合溶液，加入过量NH₃·H₂O，调节pH到9.0，将沉淀过滤并用去离子水洗涤至中性，80℃干燥12h，得到Fe₃O₄，研磨成粉状备用。

(2)取8.29g步骤(1)中粉末和20g HY沸石分子筛粉末加入去离子水中，超声搅拌使其均匀分散混合，旋蒸除去水分，80℃干燥8h。

(3)将步骤(2)中所得粉末研磨至细粉末状，取5g倒入坩埚，均匀摊开后放入马弗炉内，设置程序升温为每分钟升温2℃，温度升高至300℃，不用维持直接自然冷却至室温，即可得到Fe₂O₃-HY催化剂。

实施例2：

取0.0425g NaNO₃溶解于去离子水中，加入5.00g实施例1中制备的催化剂，超声搅拌均匀，旋蒸除去水分，80℃干燥后得到Na⁺负载量为100μmol/g的Fe₂O₃/HY-100催化剂。

实施例3：

取0.2125g NaNO₃溶解于去离子水中，加入5.00g实施例1中制备的催化剂，超声搅拌均匀，旋蒸除去水分，80℃干燥后得到Na⁺负载量为500μmol/g的Fe₂O₃/HY-500催化剂。

实施例4：

取0.425g NaNO₃溶解于去离子水中，加入5.00g实施例1中制备的催化剂，超声搅拌均匀，旋蒸除去水分，80℃干燥后得到Na⁺负载量为1000μmol/g的Fe₂O₃/HY-1000催化剂。

实施例5：

取实施例1至实施例4中各催化剂，过筛至40-60目，取0.50g进行SCR反应。反应模拟烟气条件为600ppm NO，600ppm NH₃，3vol％O₂，平衡气为N₂，总流量为600mL/min。将模拟烟气通入装有0.50g催化剂的石英反应器中，将反应器程序升温，记录出口处NO浓度的变化并转化为NO的转化率。所得结果如图1所示，可以看出，Fe₂O₃/HY具有很好的SCR活性，在300-400℃区间内NO的转化率在75％以上，即使当Na⁺的负载量高达1000μmol/g时，催化剂仍能在300-400℃区间内维持90％以上的NO的转化率。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。