一种低温脱硝催化剂及其制备方法

文档序号:725664 发布日期:2021-04-20 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种低温脱硝催化剂及其制备方法 (Low-temperature denitration catalyst and preparation method thereof ) 是由 赵博 马太余 王阔 李浙飞 沈刚峰 刘格 陈天德 于 2020-12-22 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种低温脱硝催化剂及其制备方法,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为1.1~3.5wt%;所述活性组分包括3~12wt%的V-2O-5、3~12wt%的MoO-3、1~4wt%的SiO-2、70~90wt%的TiO-2和0.5~3wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为5.04~8.23wt%。本发明制备工艺简单易行,所得催化剂具有很好的低温催化活性和耐硫性。(The invention discloses a low-temperature denitration catalyst and a preparation method thereof, wherein the low-temperature denitration catalyst comprises a cordierite carrier and an active component coated on the carrier, and the loading capacity of the active component is 1.1-3.5 wt%; the active component comprises 3-12 wt% of V 2 O 5 3-12 wt% of MoO 3 1 to 4 wt% of SiO 2 70 to 90 wt.%TiO 2 And 0.5-3 wt% of phosphate ions, wherein the loading amount of vanadium in the active component in the low-temperature denitration catalyst is 5.04-8.23 wt%. The preparation process is simple and feasible, and the obtained catalyst has good low-temperature catalytic activity and sulfur resistance.)

一种低温脱硝催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及脱硝催化剂技术领域,特别是涉及一种低温脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

SCR技术是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术,其使用的低温脱硝催化剂适用温度在300~420℃。对于非电行业来讲,生产过程中产生的烟气成分复杂,排放温度普遍低于300℃,若该排放温度下仍采用现有的高温低温脱硝催化剂进行脱硝,将出现催化剂活性低和耐硫性差的问题,也就是说,现有的高温脱硝催化剂并不适用于非电行业的烟气脱硝。因此设计一种低温活性高、耐硫性强的低温脱硝催化剂具有很强的现实意义和应用前景。

现有的低温脱硝催化剂所用的搅拌装置中,通常采用双向转轴带动搅拌杆进行物料的搅拌,其并不能完全对低温脱硝催化剂的各种固、液物料进行高效均匀混合,影响催化剂的脱硝效率,因此也有必要对搅拌装置进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种低温脱硝催化剂及其制备方法,制备工艺简单易行,所得催化剂具有很好的低温催化活性和耐硫性。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为1~3wt%;所述活性组分包括3~12wt%的V2O5、3~12wt%的MoO3、1~4wt%的SiO2、70~90wt%的TiO2和0.5~3wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为5.04~6.72wt%。

一种低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,搅拌混合2~3h后加入液态硅胶继续搅拌0.5~1h,得到固含量为20~35%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照所需制备的低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

现有技术中,通常采用单乙醇胺溶解偏钒酸铵,但最终需调节浆液pH至酸性(碱性时浆液沉降速度快),而本发明中,采用草酸-偏钒酸铵混合液,利用加入的草酸直接调整浆液pH值,简化操作过程;脱硝反应仅发生在催化剂表面0.1mm厚度范围内,若活性组分负载量过小,则会导致催化剂脱硝性能无法完全发挥,若活性组分负载量过大,反而会造成孔径降低,增加催化剂层压降,也无法进一步提升脱硝性能;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;催化剂浆液研磨粒度越小,则浆液稳定性越强(不易沉降),但对研磨的设备、时间、次数要求也随之增加,经试验,DN90<4μm可满足常规使用要求;

(c)按照所需制备的低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在500~650℃煅烧4~6h,冷却后置于磷酸溶液中浸渍1~3min,再在75~85℃下干燥3~4h,获得成品;其中磷酸的添加量按照所需制备的低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

若要提升催化剂的抗硫性,主要途径之一是控制二氧化硫氧化率,由于SO2为酸性氧化物,而脱硝所用还原剂为碱性,因此可通过增加低温脱硝催化剂表面酸性的方式来降低SO2的吸附,但脱硝反应对酸性的要求极为严格,过高会导致氨无法吸附到钒活性位(也是酸性的),过低则无法达到预期效果;本发明采用的磷酸是最适合的,但其加入只能在催化剂初品煅烧后通过表面改性的方式添加,若在浆液配制的时候就添加,会导致煅烧过程中分解而无法起到作用;另一方面,其负载量也需严格控制,太少则影响抗硫性效果,太多会影响脱硝性能。

步骤(a)中,草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成。

步骤(d)中,磷酸溶液的浓度为0.5mol/L。

所述搅拌装置包括罐体、通过电机驱动旋转的主轴、一对对称设置的第一搅拌桨、圆周均布的第二搅拌桨,所述主轴上固装有第一齿轮和第二齿轮,所述第一搅拌桨通过第三齿轮与第二齿轮啮合传动连接,所述第一齿轮外围圆周分布有第四齿轮,所述罐体上部内壁固设有齿环和环形固定板,所述第四齿轮同时与第一齿轮和齿环啮合,所述第二搅拌桨包括第二轴杆,所述第二轴杆固定穿设在第四齿轮上,所述罐体内固设有支座,所述支座包括圆盘形安装部,所述安装部环形外壁与固定板环形内壁形成环形通孔,所述固定板上设有环形第一滑轨,所述安装部上设有环形第二滑轨,所述第一滑轨与第二滑轨上滑动安装有环形连接件,所述第二轴杆穿过连接件和通孔且第二轴杆与连接件转动连接。

所述主轴转动安装在罐体顶部与安装部上之间,所述第一搅拌桨包括第一轴杆,所述第三齿轮固定在第一轴杆上,所述第一轴杆穿过安装部并与安装部转动连接。

所述支座包括与安装部垂直的立柱,所述立柱与罐体底部固连。

本发明的有益效果是:

(1)常规使用的整体式挤出成型法在制作高钒催化剂时,一般钒含量不超过5%,再提升将无法正常生产,而本发明提供的制备方法能够制备出钒含量在5%以上的低温脱硝催化剂,有效提升了催化剂的低温活性;

(2)通过在低温脱硝催化剂表面负载磷酸根离子来增加催化剂表面酸性,以降低SO2的吸附,提升催化剂抗硫性;

(3)利用搅拌装置的一对第一搅拌桨在罐体中心处进行搅拌,同时又通过第二搅拌桨的边自转边公转方式在一对第一搅拌桨外围进行搅拌,实现了催化剂物料的高效快速均匀混合,进而改善低温脱硝催化剂的脱硝性能。

附图说明

图1为本发明的搅拌装置的结构示意图;

图2为图1中A处的放大图。

图中:罐体1、齿环11、主轴2、第一齿轮21、第二齿轮22、第一搅拌桨3、第一轴杆31、第三齿轮32、第二搅拌桨4、第二轴杆41、第四齿轮42、支座5、安装部51、立柱52、第二滑轨53、固定板6、第一滑轨61、连接件7、通孔8、电机9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述:

实施例1

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为3wt%;所述活性组分包括3wt%的V2O5、10wt%的MoO3、2.5wt%的SiO2、82.2wt%的TiO2和2.3wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为5.04wt%。

所述低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,其中草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成,搅拌混合2h后加入液态硅胶继续搅拌1h,得到固含量为20%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照上述低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;

(c)按照上述低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在550℃煅烧4h,冷却后置于浓度为0.5mol/L的磷酸溶液中浸渍3min,再在75℃下干燥3h,获得成品,其中磷酸的添加量按照上述低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

如图1~2所示,所述搅拌装置包括罐体1、通过电机9驱动旋转的主轴2、一对对称设置的第一搅拌桨3、圆周均布的第二搅拌桨4,所述主轴2上固装有第一齿轮21和第二齿轮22,第一齿轮21和第二齿轮22为上下设置,所述第一搅拌桨3通过第三齿轮32与第二齿轮22啮合传动连接,所述第一齿轮21外围圆周分布有第四齿轮42,所述罐体1上部内壁固设有齿环11和环形固定板6,齿环11和固定板6为上下设置,第一齿轮21、齿环11、第四齿轮42处于同一高度处,所述第四齿轮42同时与第一齿轮21和齿环11啮合,所述第二搅拌桨4包括第二轴杆41,所述第二轴杆41固定穿设在第四齿轮42上,所述罐体1内固设有支座5,所述支座5包括圆盘形安装部51,所述安装部51环形外壁与固定板6环形内壁形成环形通孔8,所述固定板6上设有环形第一滑轨61,第一滑轨61设置在固定板6上表面,所述安装部51上设有环形第二滑轨53,第二滑轨53设置在安装部51上表面,所述第一滑轨61与第二滑轨53上滑动安装有环形连接件7,所述第二轴杆41穿过连接件7和通孔8且第二轴杆41与连接件7转动连接。通过第二轴杆41转动安装在连接件7的结构设置能够使第四齿轮42与第一齿轮21、齿环11稳定传动;本发明中,齿环11、第一齿轮21、第二齿轮22、第三齿轮32、第四齿轮42等组件均位于安装部51上方,通过连接件7对通孔8进行遮盖,可以防止物料进入罐体1上部内而影响正常搅拌。

所述主轴2转动安装在罐体1顶部与安装部51上之间,所述第一搅拌桨3包括第一轴杆31,所述第三齿轮32固定在第一轴杆31上,所述第一轴杆31穿过安装部51并与安装部51转动连接。

所述支座5包括与安装部51垂直的立柱52,所述立柱52与罐体1底部固连。

本发明搅拌装置的工作过程是:电机9驱动主轴2旋转,主轴2通过第二齿轮22带动第三齿轮32转动,进而使第一搅拌桨3在罐体1中心处进行搅拌,与此同时,主轴2通过第一齿轮21带动第四齿轮42自转的同时又以主轴2为中心沿着齿环11作圆周运动,进而使第二搅拌桨4以边自转边公转方式进行搅拌,从而实现物料的高效充分搅拌。

实施例2

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为1.8wt%;所述活性组分包括6.5wt%的V2O5、3wt%的MoO3、3wt%的SiO2、86.5wt%的TiO2和1wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为6.55wt%。

所述低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,其中草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成,搅拌混合2.5h后加入液态硅胶继续搅拌0.5h,得到固含量为35%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照上述低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;

(c)按照上述低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在600℃煅烧5h,冷却后置于浓度为0.5mol/L的磷酸溶液中浸渍1min,再在75℃下干燥4h,获得成品,其中磷酸的添加量按照上述低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

实施例3

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为1.1wt%;所述活性组分包括11.5wt%的V2O5、12wt%的MoO3、3.7wt%的SiO2、70wt%的TiO2和2.8wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为7.09wt%。

所述低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,其中草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成,搅拌混合3h后加入液态硅胶继续搅拌0.5h,得到固含量为25%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照上述低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;

(c)按照上述低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在500℃煅烧4h,冷却后置于浓度为0.5mol/L的磷酸溶液中浸渍1min,再在85℃下干燥4h,获得成品,其中磷酸的添加量按照上述低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

实施例4

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为2.3wt%;所述活性组分包括5wt%的V2O5、4.6wt%的MoO3、2.8wt%的SiO2、84.6wt%的TiO2和3wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为6.44wt%。

所述低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,其中草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成,搅拌混合3h后加入液态硅胶继续搅拌1h,得到固含量为20%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照上述低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;

(c)按照上述低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在500℃煅烧6h,冷却后置于浓度为0.5mol/L的磷酸溶液中浸渍2min,再在80℃下干燥3h,获得成品,其中磷酸的添加量按照上述低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

实施例5

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为1.2wt%;所述活性组分包括12wt%的V2O5、6wt%的MoO3、3.3wt%的SiO2、76.5wt%的TiO2和2.2wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为8.07wt%。

所述低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,其中草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成,搅拌混合2h后加入液态硅胶继续搅拌1h,得到固含量为30%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照上述低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;

(c)按照上述低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在550℃煅烧6h,冷却后置于浓度为0.5mol/L的磷酸溶液中浸渍3min,再在80℃下干燥4h,获得成品,其中磷酸的添加量按照上述低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

实施例6

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为2.8wt%;所述活性组分包括4.1wt%的V2O5、9wt%的MoO3、1wt%的SiO2、85.1wt%的TiO2和0.8wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为6.43wt%。

所述低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,其中草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成,搅拌混合3h后加入液态硅胶继续搅拌0.5h,得到固含量为35%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照上述低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;

(c)按照上述低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在650℃煅烧4h,冷却后置于浓度为0.5mol/L的磷酸溶液中浸渍2min,再在75℃下干燥3h,获得成品,其中磷酸的添加量按照上述低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

实施例7

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为1.5wt%;所述活性组分包括7.8wt%的V2O5、12wt%的MoO3、1.3wt%的SiO2、78.3wt%的TiO2和0.6wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为6.55wt%。

所述低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,其中草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成,搅拌混合2h后加入液态硅胶继续搅拌0.5h,得到固含量为20%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照上述低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;

(c)按照上述低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在600℃煅烧5h,冷却后置于浓度为0.5mol/L的磷酸溶液中浸渍1min,再在85℃下干燥3h,获得成品,其中磷酸的添加量按照上述低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

实施例8

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为3.5wt%;所述活性组分包括4.2wt%的V2O5、3.3wt%的MoO3、1.8wt%的SiO2、90wt%的TiO2和0.7wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为8.23wt%。

所述低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,其中草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成,搅拌混合2h后加入液态硅胶继续搅拌1h,得到固含量为30%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照上述低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;

(c)按照上述低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在550℃煅烧5h,冷却后置于浓度为0.5mol/L的磷酸溶液中浸渍3min,再在80℃下干燥3h,获得成品,其中磷酸的添加量按照上述低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

实施例9

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为1.2wt%;所述活性组分包括9wt%的V2O5、3.8wt%的MoO3、4wt%的SiO2、81.7wt%的TiO2和1.5wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为6.05wt%。

所述低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,其中草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成,搅拌混合2.5h后加入液态硅胶继续搅拌1h,得到固含量为20%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照上述低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;

(c)按照上述低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在500℃煅烧6h,冷却后置于浓度为0.5mol/L的磷酸溶液中浸渍2min,再在85℃下干燥4h,获得成品,其中磷酸的添加量按照上述低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

实施例10

一种低温脱硝催化剂,所述低温脱硝催化剂包括堇青石载体和涂覆在载体上的活性组分,所述活性组分的负载量为1.3wt%;所述活性组分包括10.7wt%的V2O5、11wt%的MoO3、3.7wt%的SiO2、74.1wt%的TiO2和0.5wt%的磷酸根离子,且活性组分中的钒元素在低温脱硝催化剂中的负载量为7.79wt%。

所述低温脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:

(a)向搅拌装置中加入去离子水,边搅拌边加入钛白粉,然后加入草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵,其中草酸-偏钒酸铵混合液由质量浓度为20%的草酸溶液与质量浓度为30%的偏钒酸铵溶液按质量比1:1混合形成,搅拌混合3h后加入液态硅胶继续搅拌0.5h,得到固含量为25%的初浆液;其中钛白粉、草酸-偏钒酸铵混合液、七钼酸铵、液态硅胶的添加量按照上述低温脱硝催化剂中负载的TiO2、V2O5、MoO3、SiO2的比例进行计算;

(b)采用砂磨机对初浆液进行研磨,得到粒径DN90<4μm的催化剂浆液;

(c)按照上述低温脱硝催化剂中活性组分的负载量计算,通过涂覆设备将催化剂浆液涂覆至载体上,采用压缩空气对载体壁上残留的浆液进行吹扫,得到催化剂初品;

(d)将催化剂初品在650℃煅烧4h,冷却后置于浓度为0.5mol/L的磷酸溶液中浸渍3min,再在75℃下干燥3h,获得成品,其中磷酸的添加量按照上述低温脱硝催化剂中磷酸根离子的负载量进行计算。

对比例1~10

分别按照实施例1~10的配比及制备方法制备低温脱硝催化剂,不同之处在于,采用现有技术中的搅拌装置进行搅拌。

对比例11~20

分别按照实施例1~10的配比及制备方法制备低温脱硝催化剂,不同之处在于,取消步骤(d)中的磷酸浸渍过程,直接将催化剂初品进行煅烧即可。

分别采用实施例1~10、对比例1~10、对比例11~20制备的低温脱硝催化剂在200℃、含硫烟气中进行低温脱硝活性测试,结果如表1所示。结构表明本发明方法制备的低温脱硝催化剂的脱硝性能均高于对比例制备的低温脱硝催化剂的脱硝性能,说明采用本发明的搅拌装置能够提升低温催化活性;负载磷酸根离子的低温脱硝催化剂具有更好的抗硫性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的保护范围之内。

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