C時脫硝效率可達到92%。CN 101028594A公開的催化劑包括載體和 催化活性組分,所述活性組分為錳鈷鈰復(fù)合氧化物,采用浸漬方法將活性氧化物浸漬到載 體上。CN 103071506A公開了一種鐵鈰鈦復(fù)合氧化物催化劑,采用過量尿素沉淀劑,在無 SO2和水存在下,空速50000h 1時,在300~400°C時脫硝效率可達到85%以上,選擇性為 100%,在含水5%或含SO2 IOOppm時,在300°C、24h內(nèi)能保持脫硝率90%。CN 102764643A 公開了一種抗堿金屬和堿土金屬中毒的釩鈦氧化物催化劑,所述催化劑在釩鈦氧化物催化 劑中摻雜有元素 Ce。所述催化劑具有優(yōu)良的抗堿金屬中毒的性能,尤其是摻雜的鈰組分在 提高了 V2OJ(MoO3)x(WO3) I-X-TiO2催化劑抗堿金屬中毒性能的同時,對其SCR催化劑活性 無影響。CN 103252232A公開了一種用于氨選擇性催化還原氮氧化物的鋯摻雜的釩基氧化 物催化劑及其制備方法。所述催化劑是鋯與釩的氧化物負載到鈦鎢粉表面所形成的金屬氧 化物催化劑。該發(fā)明通過鋯摻雜的方法能夠大幅改善傳統(tǒng)釩基催化劑的高溫穩(wěn)定性和隊生 成選擇性等催化性能。CN 103240079A公開了一種用于氨選擇性催化還原氮氧化物的鈰鋯 鎢復(fù)合氧化物催化劑、制備方法及其用途。所述催化劑是鈰、鋯與鎢三種金屬組成的金屬復(fù) 合氧化物。該發(fā)明采用無毒無害的原料,通過簡單易行的方法制備出能適應(yīng)高空速反應(yīng)條 件,并具有催化活性優(yōu)異、N2生成選擇性高、操作溫度窗口寬等特點的鈰鋯鎢復(fù)合氧化物催 化劑。CN 103816891A公開了一種鈰鉬鋯復(fù)合氧化物催化劑,所述催化劑中Ce和Zr的摩 爾比為1:2 ;Mo與Ce的摩爾比為0. 1~1. 5。該發(fā)明通過對鈰鉬鋯復(fù)合氧化物催化劑中, 鈰、鉬、鋯三種元素比例的調(diào)節(jié),獲得了溫度窗口寬,轉(zhuǎn)化率高,熱穩(wěn)定性和抗燒結(jié)能力優(yōu)異 的用于氮氧化物轉(zhuǎn)化的催化劑。CN 104368329A公開了一種鈰鈮鋯復(fù)合氧化物催化劑、制備 方法及其用途。所述催化劑具有如下化學(xué)組成:CeNbaZr2Ox,其中a為0~I. 0且不包括0。 所述催化劑的低溫活性優(yōu)異、操作溫度窗口寬、N2選擇性高且NO 化率高,可用于NH 3-SCR 反應(yīng)。
[0010] 盡管上述系催化劑相比釩系催化劑具有更高的反應(yīng)活性、氮氣選擇性、較高的熱 穩(wěn)定性與很寬的溫度窗口,但是在含高濃度的二氧化硫(多1000 ppm)與水蒸氣同時存在 (10% H2O)的煙氣中,NOx轉(zhuǎn)化率并不是很高,穩(wěn)定性也不高,而且,也無法適應(yīng)高空速等。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011] 為了開發(fā)新型環(huán)保綠色高效替代釩系以及已有的SCR脫硝催化劑,克服已有的 脫硝催化劑在高含量二氧化硫(多1000 ppm)與高含量水蒸氣(10% )的煙氣中催化劑 活性差、溫度窗口窄、長周期穩(wěn)定性不足以及不能適應(yīng)高空速的缺陷,本發(fā)明的目的在于 提供一種新型抗水抗硫型煙氣脫硝粉體催化劑、制備方法及其應(yīng)用,所述催化劑在高空速 (200, OOOh ^、高含量二氧化硫(彡1000 ppm)與高含量水蒸氣(10% )的煙氣中NOx轉(zhuǎn)化率 高,而且該催化劑的制備方法簡單易行。
[0012] 為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0013] -種抗水抗硫型煙氣脫硝粉體催化劑,所述催化劑采用浸漬法制備得到,包括作 為主要組分的二氧化鈦與助劑,助劑為銅氧化物、鋯氧化物、鉬氧化物、鈰氧化物、鐵氧化 物、鎳氧化物、鈷氧化物或鎢氧化物中的任意三種或者三種以上的組合。
[0014] 優(yōu)選地,助劑中各金屬與鈦金屬元素的摩爾比均獨立地為0. 01~1. 0,優(yōu)選地,各 金屬與鈦金屬摩爾比均獨立地為0. 01~0. 5,例如0. 01、0. 02、0. 05、0. 1、0. 2、0. 3、0. 4或 0. 5〇
[0015] 示例性的采用浸漬法得到的粉體催化劑為:Ti、Cu、Ni、Ce四種元素的摩爾比為 1:0.2:0.02:0.1的鈦銅鎳鈰催化劑;1^6、(:11、2^附和06六種元素的摩爾比為1 :0.1:0. 2 :0.1 :0. 01 :0. 1的鈦鐵銅鋯鎳鈰催化劑;Ti、Fe、Cu、Zr、Co五種元素的摩爾比為1 : 0. 01 :0.1 :0.1 :0. 1的鈦鐵銅鋯鈷催化劑;Ti、Cu、Fe、Zr、Co、Ni、Mo七種元素的摩爾比為 I :1. 0 :0.1 :0. 05 :0. 05 :0. 3 :0. 02的鈦銅鐵鋯鈷鎳鉬催化劑;Ti、Fe、Zr、Co四種元素的摩 爾比為1 :0. 2 :0. 5 :0. 62的鈦鐵鋯鈷催化劑;Ti、Fe、Cu三種元素的摩爾比為I :0.1 :0. 1的 鈦鐵銅催化劑;Ti、Cu、Zr三種元素的摩爾比為I :0. 2 :0. 1的鈦銅鋯催化劑。
[0016] 上述催化劑均可實現(xiàn)如下技術(shù)效果:
[0017] 所述催化劑在高空速(200, OOOh 4的干燥煙氣中,NOx轉(zhuǎn)化率很高,其在300~ 450°C可以保持90%以上的轉(zhuǎn)化率。所述催化劑在高空速(200, 000h ^、高含量二氧化硫 (彡1000 ppm)與高含量水蒸氣(10%)的煙氣中,在350~450°C依然可以保持80%以上 的轉(zhuǎn)化率。而且,所述催化劑在高空速(200, OOOh 高含量二氧化硫(彡1000 ppm)與高 含量水蒸氣(10% )的煙氣中,在350°C,在12h內(nèi),NOx轉(zhuǎn)化率可達到80%及以上。
[0018] 優(yōu)選地,所述二氧化鈦是銳鈦礦晶型,其通過在400~600°C焙燒得到,比表面積 為 50 ~100cm3/g。
[0019] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種如上所述的抗水抗硫型煙氣脫硝粉體催化劑的 制備方法,通過浸漬法制備得到前述抗水抗硫型煙氣脫硝粉體催化劑。
[0020] 優(yōu)選地,所述浸漬方法可采用同步浸漬和分步浸漬兩種方式。
[0021] 優(yōu)選地,當(dāng)采用同步浸漬法時,包括以下步驟:
[0022] 稱取可溶性鋯源、銅源、鉬源、鈰源、鐵源、鎳源、鈷源或鎢源溶液中的任意三種或 者三種以上的組合,得到混合溶液,將二氧化鈦浸漬在混合溶液,超聲分散,攪拌,蒸干,干 燥,焙燒,得到抗水抗硫型煙氣脫硝粉體催化劑。
[0023] 當(dāng)采用分步浸漬法時,包括以下步驟:將二氧化鈦依次浸漬助劑中各金屬鹽的溶 液,每次浸漬都進行超聲分散,攪拌,蒸干,干燥,焙燒的步驟。
[0024] 所述各金屬鹽,即使催化劑中的各金屬助劑的鹽,其中,金屬助劑鹽溶液為可溶性 鋯源、銅源、鉬源、鈰源、鐵源、鎳源、鈷源以及鎢源的溶液中的任意三種或者三種以上的組 合。在分布浸漬法中,即將二氧化鈦依次浸漬上述金屬鹽溶液,并在每次浸漬過程中都進行 超聲分散,攪拌,蒸干,干燥以及焙燒的步驟。即,將上一次浸漬焙燒后的產(chǎn)物用于進行浸漬 下一種金屬鹽溶液。
[0025] 優(yōu)選地,當(dāng)采用分步浸漬法時,包括以下步驟:選取可溶性鋯源、銅源、鉬源、鈰源、 鐵源、鎳源、鈷源或鎢源溶液中的任意三種或三種以上的溶液,將二氧化鈦浸漬選擇的某一 種溶液,超聲分散,攪拌,蒸干,干燥,焙燒,得到二氧化鈦基復(fù)合氧化物;按照上述操作,再 依次浸漬所選中的剩余的金屬鹽溶液,超聲分散,攪拌,蒸干,干燥,焙燒,得到抗水抗硫型 煙氣脫硝粉體催化劑。
[0026] 即在該方法中,先浸漬其中一種金屬鹽溶液,超聲分散,攪拌,蒸干,干燥,焙燒,得 到二氧化鈦基復(fù)合氧化物,再依次浸漬助劑中剩余的金屬鹽的溶液,超聲分散,攪拌,蒸干, 干燥,焙燒,得到抗水抗硫型煙氣脫硝粉體催化劑。
[0027] 優(yōu)選地,所述二氧化鈦是銳鈦礦晶型,其通過在400~600°C焙燒得到,比表面積 為 50 ~100cm3/g。
[0028] 優(yōu)選地,所述銅源選自硝酸銅、氯化銅或硫酸銅中的任意一種或者至少兩種的混 合物。
[0029] 優(yōu)選地,所述鋯源選自硝酸鋯、氧氯化鋯、醋酸鋯或硫酸鋯中的任意一種或者至少 兩種的混合物。
[0030] 優(yōu)選地,所述鉬源選自鉬酸銨或/和鉬酸鈉。
[0031] 優(yōu)選地,所述鈰源選自硝酸鈰、硫酸鈰或氯化亞鈰的任意一種或者至少兩種的混 合物。
[0032] 優(yōu)選地,所述鐵源選自硝酸鐵、氯化鐵、硫酸鐵或磷酸鐵中的任意一種或者至少兩 種的混合物。
[0033] 優(yōu)選地,所述鎳源選自硝酸鎳、乙酸鎳或氯化鎳中的任意一種或者至少兩種的混 合物。
[0034] 優(yōu)選地,所述鈷源選自硝酸鈷、氯化鈷、醋酸鈷或草酸鈷中的任意一種或者至少兩 種的混合物。
[0035] 優(yōu)選地,所述鎢源選自鎢酸銨、鎢酸鉀或鎢酸鈉中的任意一種或者至少兩種的混 合物。
[0036] 優(yōu)選地,所述超聲分散時間為10~30min,例如12min、14min、16min、18min、 20min、22min、24min、26min或28min,超聲目的是為了使浸漬液在TiO2上進一步均勻分散, 超聲時間少于15min,可能造成分散不均勻,太長則顯得沒有必要,因此,超聲分散時間優(yōu)選 15min〇
[0037] 優(yōu)選地,所述攪拌時間為1~5h,例如I. 5h、2h、2. 5h、3h、3. 5h、4h或4. 5h,攪拌的 目的是使TiO2與浸漬鹽溶液充分混合接觸并混合均勻,攪拌時間低于2h導(dǎo)致TiO 2與浸漬 鹽溶液混合不均勻,攪拌時間超過3h,則無明顯增益效果,因此,攪拌時間優(yōu)選2~3h,
[0038] 優(yōu)選地,所述蒸干溫度為 60 ~80°C,例如 62°C、64°C、66°C、68°C、70°C、72°C、 74°C、76 °C或78 °C,優(yōu)選70 °C,蒸干溫度低于60 °C或高80 °C,會導(dǎo)致水在TiO2表面的蒸發(fā) 速度過慢或過快。
[0039] 優(yōu)選地,所述干燥溫度為 80 ~120°C,例如 85°C、90°C、95°C、100°C、105°C、110°C 或 115°C,優(yōu)選 100 ~120°C。
[0040] 優(yōu)選