一種低溫脫硝催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低溫脫硝催化劑的制備方法，屬于煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煙氣中排放的氮氧化物(NOx)，不僅會(huì)引起一系列環(huán)境污染，如破環(huán)臭氧層，酸雨、溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧等，而且會(huì)危害植物生長，引起人類的呼吸道疾病。NOx排放的來源主要來自電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。近幾年由于NOx排放引起的社會(huì)問題日益顯著，國家環(huán)保局對(duì)NOx減排提出了更加嚴(yán)格的要求，隨著國家對(duì)NOx排放標(biāo)準(zhǔn)的越來越高，根據(jù)《國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》要求，“十二五”期間我國氮氧化物排放量要減少10%，到2015年，氮氧化物的排放量降為2046.2萬噸，因此當(dāng)前我國NOx提效減排迫在眉睫。SCR脫硝技術(shù)由于脫硝效率高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，因此，現(xiàn)如今已成為煙氣脫硝的主流技術(shù)。
[0003]我國煙氣脫硝市場中，選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是我國電站鍋爐NOx排放控制的主要技術(shù)。但是，除電站鍋爐外，我國分布廣泛而數(shù)量眾多的工業(yè)鍋爐、水泥玻璃窯爐、冶金鋼鐵燒結(jié)爐、化工廠和酸洗設(shè)備等對(duì)NOx排放總量的貢獻(xiàn)與電站鍋爐相當(dāng)。由于其煙氣溫度處于120~300°C范圍內(nèi)，遠(yuǎn)低于SCR催化劑活性溫度區(qū)間，由于我國沒有成熟的低溫SCR治理技術(shù)，需要使用復(fù)雜的換熱器系統(tǒng)才能應(yīng)用SCR技術(shù)，增加了能耗和設(shè)備投資，造成的NOx減排困難。
[0004]針對(duì)我國煙氣脫硫脫硝行業(yè)中工業(yè)鍋爐、水泥玻璃窯爐、冶金鋼鐵燒結(jié)爐、化工廠和酸洗設(shè)備面臨的脫硝難題，開發(fā)低溫條件下可資源化的煙氣脫脫硝技術(shù)是我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施，將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種低溫脫硝催化劑的制備方法，具體技術(shù)方案如下:
一種低溫脫硝催化劑的制備方法，所述低溫脫硝催化劑由如下重量份數(shù)的原料制備而成:
超細(xì)二氧化鈦55?91份
硝酸鑭水合物I?10份
聚氧化乙烯1~5份
硝酸鋪水合物I?10份
硝酸鋯水合物I?10份
偏釩酸銨0.05?10份
七鉬酸銨0.05?15份
仲鎢酸銨水合物0.05?10份
羧甲基纖維素1~5份
去離子水10~30份單乙醇胺I?15份
草酸I?5份。
[0006]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述低溫脫硝催化劑的制備步驟如下，
步驟1:根據(jù)配方量稱取原料，其中將去離子水按照重量份數(shù)分成6份，分別為去離子水Al、去離子水A2、去離子水A3、去離子水A4、去離子水A5、去離子水A6;將單乙醇胺按照重量份數(shù)分成2份，分別為單乙醇胺B1、單乙醇胺B2;將仲鎢酸銨水合物、草酸攪拌混合均勻，攪拌過程中加入去離子水Al使固體溶解完全形成溶液XI，靜置I?3h;
步驟2:將偏釩酸銨、單乙醇胺BI攪拌混合均勻，攪拌過程中加入去離子水A2使固體溶解完全形成溶液X2，靜置I?3h;
步驟3:將七鉬酸銨、單乙醇胺B2攪拌混合均勻，攪拌過程中加入去離子水A3使固體溶解完全形成溶液X3，靜置I?3h;
步驟4:將硝酸鈰水合物用去離子水A4溶解完全，并攪拌均勻形成溶液X4，靜置I?3h;步驟5:將硝酸鑭水合物用去離子水A5溶解完全，并攪拌均勻形成溶液X5，靜置I?3h;步驟6:將硝酸鋯水合物用去離子水A6溶解完全，并攪拌均勻形成溶液X6，靜置I?3h;步驟7:將步驟I中的溶液X1、步驟2中的溶液X2、步驟3中的溶液X3、步驟4中的溶液X4、步驟5中的溶液X5、步驟6中的溶液X6倒入容器內(nèi)混合并攪拌均勻，再加入超細(xì)二氧化鈦后繼續(xù)攪拌均勻得到混合液Y，將混合液Y轉(zhuǎn)移到超聲波發(fā)生器中超聲分散得到混合液Z;
步驟8:將步驟7中的混合液Z中加入聚氧化乙烯、羧甲基纖維素，用高速攪拌機(jī)高速攪拌I?3h得到漿液；
步驟9:將步驟8中的漿液在60?140°C下烘干得到胚料；
步驟10:將步驟9中的胚料在300?700°C下煅燒后自然冷卻即得到所需低溫脫硝催化劑。
[0007]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟I中的攪拌設(shè)備采用恒溫磁力攪拌器，攪拌工藝為，攪拌溫度50?90°C，攪拌時(shí)間為I?3h;步驟2中的攪拌設(shè)備采用恒溫磁力攪拌器，攪拌工藝為，攪拌溫度50?90°C，攪拌時(shí)間為I?3h;步驟3中的攪拌設(shè)備采用恒溫磁力攪拌器，攪拌工藝為，攪拌溫度50?90°C，攪拌時(shí)間為I?3h;步驟4中的攪拌設(shè)備采用恒溫磁力攪拌器，攪拌工藝為，攪拌溫度50?90°C，攪拌時(shí)間為I?3h;步驟5中的攪拌設(shè)備采用恒溫磁力攪拌器，攪拌工藝為，攪拌溫度50?90°C，攪拌時(shí)間為I?3h;步驟6中的攪拌設(shè)備采用恒溫磁力攪拌器，攪拌工藝為，攪拌溫度50?90°C，攪拌時(shí)間為I?3h。
[0008]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟7中超聲波發(fā)生器的超聲分散工藝為，超聲波功率為200?700W，頻率為30?50Hz，超聲時(shí)間為I?5h。
[0009]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟8中高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min。
[0010]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟10中的胚料在300?700°C下的煅燒時(shí)間為3?7h。
[ΟΟ??]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述超細(xì)二氧化鈦的粒徑為I?50nm。
[0012]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述硝酸鑭水合物為六水合硝酸鑭，硝酸鈰水合物為六水合硝酸鈰，硝酸鋯為五水合硝酸鋯，仲鎢酸銨水合物為i^一水合仲鎢酸銨。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:該低溫脫硝催化劑以超細(xì)二氧化鈦為載體，以六水合硝酸鑭、五水合硝酸鋯、六水合硝酸鈰為活性組分，加入羧甲基纖維素、聚氧化乙烯粘結(jié)成型，并且用偏釩酸銨、十一水合仲鎢酸銨、七鉬酸銨在保證催化劑高選擇性的同時(shí)提高催化劑的抗中毒能力，用草酸改善十一水合仲鎢酸銨的活性，用單乙醇胺改善偏釩酸銨和七鉬酸銨的活性，使得該低溫脫硝催化劑在煙氣溫度150?420°C之間的脫硝效率高達(dá)95%以上，具有選擇性高、活性好、抗中毒能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]實(shí)施例1
(I)將0.05Kg仲媽酸錢水合物、IKg草酸、2Kg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌Ih使固體溶解完全形成溶液Xl，攪拌過程中料溫控制在50°C，溶液Xl靜置Ih待用;其中仲鎢酸銨水合物優(yōu)選為i^一水合仲鎢酸銨，其分子式為5(ΝΗ4)2θ.12W03.IlH2Oo
[0016](2)將0.05Kg偏釩酸銨、0.5Kg單乙醇胺、IKg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌Ih使固體溶解完全形成溶液X2，攪拌過程中料溫控制在50°C，溶液X2靜置Ih待用。
[0017](3)將0.05Kg七鉬酸銨、0.5Kg單乙醇胺、IKg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌Ih使固體溶解完全形成溶液X3，攪拌過程中料溫控制在50°C，溶液X3靜置Ih待用。
[0018](4)將IKg硝酸鈰水合物、2Kg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌Ih使固體溶解完全形成溶液X4，攪拌過程中料溫控制在50°C，溶液X4靜置Ih待用；其中硝酸鈰水合物優(yōu)選為六水合硝酸鋪，分子式為Ce (N03)3.6H2O0
[0019](5)將IKg硝酸鑭水合物、2Kg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌Ih使固體溶解完全形成溶液X5，攪拌過程中料溫控制在50°C，溶液X5靜置Ih待用；其中硝酸鑭水合物優(yōu)選為六水合硝酸鑭，分子式為La(N03)3.6H2O0
[0020](6)將IKg硝酸鋯水合物、2Kg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌Ih使固體溶解完全形成溶液X6，攪拌過程中料溫控制在50°C，溶液X6靜置Ih待用；其中硝酸鋯水合物優(yōu)選為五水合硝酸鋯，分子式為Zr(NO3)4.5H20o
[0021 ] (7 )將溶液Xl、溶液X2、溶液X3、溶液X4、溶液X5、溶液X6倒入容器內(nèi)混合并攪拌均勻，再加入55Kg粒徑為I?50nm的超細(xì)二氧化鈦后繼續(xù)攪拌均勻得到混合液Y，將混合液Y轉(zhuǎn)移到超聲波發(fā)生器中超聲分散得到混合液Z，其中超聲波功率為200W，頻率為30Hz，超聲分散時(shí)間為lh。
[0022](8)在混合液Z中加入IKg聚氧化乙稀、IKg羧甲基纖維素，用高速攪拌機(jī)高速攪拌Ih得到漿液，其中高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min。
[0023](9)將漿液在60°C下烘干得到胚料。
[0024](10)將胚料在300°C下煅燒7h后自然冷卻即得到所需低溫脫硝催化劑。
[0025]脫硝效率的測(cè)定:
在420°C的溫度下，將含有600ppm—氧化氮的模擬煙氣通入上述制備獲得的低溫脫硝催化劑中，其中煙氣通入的速度為8000h—S收集尾氣，測(cè)得該脫硝催化劑的脫硝效率為97.3%。
[0026] 實(shí)施例2
(I)將2.9Kg仲鎢酸銨水合物、2.1Kg草酸、4Kg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌1.5h使固體溶解完全形成溶液Xl，攪拌過程中料溫控制在65°C，溶液Xl靜置1.5h待用；其中仲鎢酸銨水合物優(yōu)選為i^一水合仲鎢酸銨，其分子式為5(ΝΗ4)2θ.12W03.IlH2Oo
[0027](2)將3.6Kg偏釩酸銨、2.5Kg單乙醇胺、2Kg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌1.5h使固體溶解完全形成溶液X2，攪拌過程中料溫控制在65°C，溶液X2靜置1.5h待用。
[0028](3)將3.6Kg七鉬酸銨、2.5Kg單乙醇胺、2Kg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌1.5h使固體溶解完全形成溶液X3，攪拌過程中料溫控制在65°C，溶液X3靜置1.5h待用。
[0029](4)將3.3Kg硝酸鈰水合物、3Kg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌1.5h使固體溶解完全形成溶液X4，攪拌過程中料溫控制在65°C，溶液X4靜置1.5h待用;其中硝酸鈰水合物優(yōu)選為六水合硝酸鋪，分子式為Ce (N03)3.6H2O0
[0030](5)將3.9Kg硝酸鑭水合物、3Kg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌1.5h使固體溶解完全形成溶液X5，攪拌過程中料溫控制在65°C，溶液X5靜置1.5h待用;其中硝酸鑭水合物優(yōu)選為六水合硝酸鑭，分子式為La(N03)3.6H2O0
[0031 ] (6)將4.3Kg硝酸鋯水合物、3Kg去離子水用恒溫磁力攪拌器攪拌1.5h使固體溶解完全形成溶液X6，攪拌過程中料溫控制在65°C，溶液X6靜置1.5h待用;其中硝酸鋯水合物優(yōu)選為五水合硝酸錯(cuò)，分子式為Zr(N03)4.5H2O0
[0032](7 )將溶液Xl、溶液X2、溶液X3、溶液X4、溶液X5、溶液X6倒入容器內(nèi)混合并攪拌均勻，再加入66Kg粒徑為I?50nm的超細(xì)二氧化鈦后繼續(xù)攪拌均勻得到混合液Y，將混合液Y轉(zhuǎn)移到超聲波發(fā)生器中超聲分散得到混合液Z，其中超聲波功率