專利名稱：整體式氮氧化物選擇性還原催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于催化還原氮氧化物的催化劑及其制備方法，尤其涉及一種用 于選擇性催化還原煙氣中的氮氧化物的整體催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
來自固定源(電廠、工業(yè)鍋爐及煉廠)的氮氧化物(下稱NOx，主要是NO和NO2) 是大氣主要污染物，它導(dǎo)致酸雨和光化學(xué)煙霧的形成，并對人體呼吸系統(tǒng)造成傷害。因此， 世界各國都對NOx的排放制定了嚴格的排放標(biāo)準(zhǔn)。固定源NOx的控制可通過改進燃燒方式和煙氣脫硝兩種類型的技術(shù)，改進燃燒方 式包括LNB (低NOx燃燒器)、OFA (燃盡風(fēng)技術(shù))和再燃技術(shù)、SNCR(選擇性非催化還原) 等，但這些方法的NOx去除率一般都不高，不能滿足目前的排放標(biāo)準(zhǔn)，從表1. 1可以看出通 過在線改變?nèi)紵夹g(shù)NOx最大去除率不超過70%。因此，有必要采用煙氣處理技術(shù)。NH3 選擇性催化還原(NH3-SCR)是所有煙氣脫硝技術(shù)中最成熟和應(yīng)用最廣泛的NOx排放控制技 術(shù)，NH3-SCR具有效率高、選擇性好和投資少等優(yōu)點。表1. 1各種方法的NOx去除率
權(quán)利要求
1.一種整體式氮氧化物選擇性還原催化劑的制備方法，選擇蜂窩陶瓷基體，在蜂窩陶 瓷基體孔道表面浸漬涂覆Al2O3第一涂層，然后浸漬涂覆T^2第二涂層，最后采用浸漬法負 載活性金屬組分；其特征在于所述的浸漬涂覆TiA第二涂層的過程如下，將銳鈦礦結(jié)構(gòu) TiO2固體粉末與粘結(jié)劑混合均勻制成涂覆漿液，用此涂覆漿液浸漬已經(jīng)涂覆Al2O3第一涂 層的蜂窩陶瓷基體，經(jīng)吹去殘液、干燥和焙燒，即完成涂覆TiA第二涂層。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在涂覆TiA第二涂層的涂覆漿液中加入 含Ce和Zr的化合物，在TiO2第二涂層中引入CeO2和ZrO2。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的蜂窩陶瓷為堇青石蜂窩陶瓷。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于=Al2O3第一涂層采用如下方法涂覆首先 制備Al2O3涂覆漿液，將A1203、A1 (NO3) 3和擬薄水鋁石混合均勻，加入適量的去離子水?dāng)嚢瑁?將上述混合漿液研磨即得所需的Al2O3涂覆漿液；將蜂窩陶瓷基體浸漬在制備好的Al2O3涂 覆漿液中，取出后吹去孔道內(nèi)的殘液，經(jīng)干燥和焙燒即可涂覆好Al2O3第一涂層；其中的干 燥溫度為100 120°C，干燥時間為1 12小時，焙燒溫度為450 700°C，焙燒時間1 5小時。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于其中的Al2O3為Y-Al2O3，Al(NO3)3采用 Al (NO3)3 ·9Η20，Α1203、Α1 (NO3) 3 ·9Η20、擬薄水鋁石和水的質(zhì)量配比為 Al2O3 Al (NO3)3 ·9Η20 =1 1 1 5 ；Al2O3 擬薄水鋁石=2 1 20 1 ；Al2O3 H2O = 1 1 1 10。
6.按照權(quán)利要求1、4或5所述的方法，其特征在于以蜂窩陶瓷基體質(zhì)量為基準(zhǔn)，第一 涂層所占比例為-20%。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于=TiO2第二涂層的涂覆方法如下首先將銳 鈦礦結(jié)構(gòu)TW2固體粉末和粘結(jié)劑混合，選擇地加入含Ce化合物和含ττ化合物，加入去離 子水充分攪拌，然后研磨得到TiA第二涂層涂覆漿液，將已經(jīng)涂覆好Al2O3第一涂層的基體 浸漬于TW2第二涂層涂覆漿液中，經(jīng)吹去殘液、干燥和焙燒，即可涂覆好TiA第二涂層，銳 鈦礦結(jié)構(gòu)TiO2固體粉末為納米級TiA固體粉末，粒度為5 100納米；干燥溫度為100 120°C，干燥時間為1 12小時，焙燒溫度為500 700°C，焙燒時間1 5小時。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于=TiO2、以CeO2計的Ce、以&02計的^ 、粘結(jié) 劑和水的各質(zhì)量配比為 CeO2 = 8 1 80 1 ；TiO2 ZrO2 = 8 1 80 1 ； TiO2 粘結(jié)劑=1 1 8 1 ；TiO2 水=1 10 1 1。
9.按照權(quán)利要求1、7或8所述的方法，其特征在于其中的粘結(jié)劑選自鋁溶膠，以蜂窩 陶瓷基體質(zhì)量為基準(zhǔn)，第二涂層所占比例為_20%。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于活性金屬組分包括V2O5和WO3，配制含有 活性金屬組分化合物的浸漬溶液，將涂覆Al2O3第一涂層和TiO2第二涂層的蜂窩陶瓷基體 浸漬在浸漬溶液中，然后取出，經(jīng)吹去殘液、干燥和焙燒后得到最終催化劑；以蜂窩陶瓷基 體質(zhì)量為基準(zhǔn)，活性組分V2O5所占比例為0. l-5wt%,W03為0. I-IOwt %。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于其中的干燥溫度為100 120°C，干燥 時間為1 12小時，焙燒溫度為450 600°C，焙燒時間1 5小時。
12.—種權(quán)利要求1所述方法制備的整體式氮氧化物選擇性還原催化劑，以堇青石蜂 窩陶瓷為基體，具有Al2O3第一涂層和TW2第二涂層，TiO2為銳鈦礦結(jié)構(gòu)，TiO2第二涂層中 選擇性包括( 和&02，活性金屬組分包括為V2O5和WO3。
13.按照權(quán)利要求12所述的催化劑，其特征在于以蜂窩陶瓷基體質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述 Al2O3第一涂層所占比例為1% -20%, TiO2第二涂層所占比例為1% _20%，活性組分V2O5 所占比例為 0. l-5wt%, WO3 為 0. I-IOwt%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種整體式氮氧化物選擇性還原催化劑及其制備方法，以蜂窩陶瓷為基體，第一涂層為Al2O3涂層，第二涂層含有TiO2、CeO2和ZrO2，活性組分包括V2O5、WO3。其中TiO2第二涂層涂覆過程為，將銳鈦礦結(jié)構(gòu)TiO2固體粉末與粘結(jié)劑混合均勻制成涂覆漿液，用此涂覆漿液浸漬已經(jīng)涂覆Al2O3第一涂層的蜂窩陶瓷基體，經(jīng)吹去殘液、干燥和焙燒，即可涂覆好TiO2第二涂層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法制備工藝簡單，成本低廉，制備的整體式催化劑用于煙氣中氮氧化物選擇性還原時具有較高活性。
文檔編號B01D53/86GK102039205SQ20091020425
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者劉忠生, 李勇, 王學(xué)海, 陳玉香 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院