專利背景
NOx一般是
一氧化氮(NO)和
二氧化氮(NO
2)兩種氮氧化物的統稱,是大氣中主要的污染物之一,會對人類的健康和章照環境造成嚴重的危害。截至2008年12月,進入21世紀以來,NOx的排放問題越來越受各國政府關注,其排放標準日益嚴格。中國國內外控制NOx技術主要有選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、低NOx燃燒技術和燃燒最佳化控制技術等等。選擇性催化還原法(SCR)是脫除燃煤煙氣、煙道氣以及其它廢氣中的氮氧化物(NOx)技術,是2008年12月前可行的NOx脫除技術中套用最廣泛、效率較高的方法之一,催化劑是該技術的核心組成部分。
在中國國外,以V2O5為活性組分的選擇性催化還原法(SCR)脫硝催化劑早在上個世紀七八十年代就已經開始產業化生產,由於這類催化劑具有較好的催化活性、選擇性和熱穩定性而得到廣泛的套用。中國國內關於選擇性催化還原法(SCR)脫硝催化劑研究的報導較多,但大多都處在理論研究階段,且均為浸漬和塗覆的方式製備催化劑。浸漬和塗覆催化劑因其活性物質的負載量有限,催化劑的活性和使用整擔乃壽命很立促腳難滿足大型工業裝置的工藝要求。
2008年12月前已申請的關於選擇性催化還原法(SCR)脫硝催化劑的專利有多種,從公開的專利可以看出,各種選擇性催化還原法(SCR)脫硝催化劑所使用的載體及活性組分各不相同,常使用的載體有TiO2、分子篩、Al2O3和活性炭等,其中TiO2因為有較高的穩定性而套用最廣泛。公布號為CN1151705A、CN1777477A、CN1642636A等發明專利所使用的載體為單一的TiO2載體,其活性組分及活性組分的形成和化學反應機理也有本質的不同。公布號艱駝習為CN1792431A的發明專利也採用複合載體,它是以雙氧化物Al2O3和TiO2為複合載體,同時用蜂窩陶瓷作骨架材料,採取浸漬和塗覆的方式將活性物質V2O5和WO3負載到複合載體和骨架材料上戀享慨汽。
針對以上情況,《複合載體煙氣選擇性催化還原法脫硝催化劑及製備方法》人建立在長期從事煙氣脫硫脫硝及煙氣選擇性催化還原法(SCR)脫硝催化劑研究的基礎上,採用特殊的催化劑複合載體,借鑑中國催化劑行業和陶瓷製造行業成熟的非專利技術及原理(如硫酸工業用V2O5催化劑技術原理),採用共混合法,將活性物質和/或助活性物質負載到複合載體上,形成獨特的、具有高活性性能的、能有效脫除燃煤煙氣和煙道氣以及其它廢氣中的氮氧化物(NOx)的複合載體催化劑。
發明內容
專利目的
《複合載體煙氣選擇性催化還原法脫硝催化劑及製備方法》的目的是克服2008年12月前已有技術的不足,提供一種煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑及製備方法。
技術方案
煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑中的複合載體的質量百分比為85%~99.9%、活性組分的質量百分比為0.1%~15%,或者複合載體的質量百分比為65%~99.7%、活性組分的質量百分比為0.1%~15%和/或助催化劑成分WO
3的質量百分比為0.1%~12%和/或助催化劑成分MoO
3的質量百分比為0.1%~8%;複合載體的組成為:納米銳鈦型二氧化鈦的質量百分比為70%~99.8%、
堇青石的質量百分比為0.1%~10%、陶瓷纖維的質量百分比為0.1%~20%,或者納米銳鈦型二氧化鈦的質量百分比為90%~99.9%、堇青石的質量百分比為0.1%~10%,或者納米銳鈦型二氧化凶艱蒸鈦的質量百分比為80%~99.9%、陶瓷纖維的質量百分比為0.1%~20%。
所述的活性組分為V2O5,助催化劑成分為WO3、MoO3。
煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑的製備方法包括如下步驟:
1)將質量百分比為70%~99.8%的納米銳鈦型二氧化鈦戲蘭騙祖、質量百分比為0.1%~10%的堇青石、質量百分比為0.1%~20%的
陶瓷纖維,或者質量百分比為90%~99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%~10%的堇青石,或者質量百分比為80%~99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%~20%的陶瓷纖維混合併在溫度為500℃~600℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將五氧化二釩或偏釩酸銨在50℃~70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在50℃~70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將鉬酸銨在50℃~70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
5)將步驟2)得到的溶液或和步驟3)得到的溶液或和步驟4)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐12小時~48小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為35.75%~83.6%,活性組分V2O5的質量百分比為0.055%~12.67%,或/和助催化劑成分WO3的質量百分比為0.055%~10.13%,或/和助催化劑成分MoO3的質量百分比為0.055%~6.756%,和去離子水質量百分比為15%~30%,和粘結劑聚丙烯醯胺或/和羥丙基甲基纖維素的質量百分比為0.5%~9%,和潤滑劑乙醇胺或/和甘油的質量百分比為0.05%~6%;
6)將步驟5)得到的泥料採用液壓擠出成型、螺桿擠出機成型或輥筒輥壓成型,形成外型為條狀、管狀、梅花狀、蜂窩狀或薄平板塊狀的催化劑坯體;
7)將步驟6)得到的催化劑坯體在10℃~200℃溫度條件下,通過自然乾燥、空調房乾燥、微波乾燥或隧道窯乾燥後,在溫度為480℃~550℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
改善效果
《複合載體煙氣選擇性催化還原法脫硝催化劑及製備方法》具有機械強度大、催化活性高、活性溫度視窗寬等優點,可廣泛套用於煙氣選擇性催化還原法脫硝過程中氮氧化物的催化還原。
權利要求
1.一種煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑,其特徵在於複合載體的質量百分比為85%~99.9%、活性組分的質量百分比為0.1%~15%,或者複合載體的質量百分比為65%~99.7%、活性組分的質量百分比為0.1%~15%和/或助催化劑成分WO3的質量百分比為0.1%~12%和/或助催化劑成分MoO3的質量百分比為0.1%~8%;複合載體的組成為:納米銳鈦型二氧化鈦的質量百分比為70%~99.8%、堇青石的質量百分比為0.1%~10%、陶瓷纖維的質量百分比為0.1%~20%,或者納米銳鈦型二氧化鈦的質量百分比為90%~99.9%、堇青石的質量百分比為0.1%~10%,或者納米銳鈦型二氧化鈦的質量百分比為80%~99.9%、陶瓷纖維的質量百分比為0.1%~20%;所述的活性組分為V2O5。
2.一種根據權利1所述煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑的製備方法,其特徵在於包括如下步驟:
1)將質量百分比為70%~99.8%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%~10%的堇青石、質量百分比為0.1%~20%的陶瓷纖維,或者質量百分比為90%~99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%~10%的堇青石,或者質量百分比為80%~99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%~20%的陶瓷纖維混合併在溫度為500℃~600℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將
五氧化二釩或
偏釩酸銨在50℃~70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在50℃~70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將鉬酸銨在50℃~70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
5)將步驟2)得到的溶液或和步驟3)得到的溶液或和步驟4)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐12小時~48小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為35.75%~83.6%,活性組分V2O5的質量百分比為0.055%~12.67%,或/和助催化劑成分WO3的質量百分比為0.055%~10.13%,或/和助催化劑成分MoO3的質量百分比為0.055%~6.756%,和去離子水質量百分比為15%~30%,和粘結劑聚丙烯醯胺或/和羥丙基甲基纖維素的質量百分比為0.5%~9%,和潤滑劑乙醇胺或/和甘油的質量百分比為0.05%~6%;
6)將步驟5)得到的泥料採用液壓擠出成型、螺桿擠出機成型或輥筒輥壓成型,形成外型為條狀、管狀、梅花狀、蜂窩狀或薄平板塊狀的催化劑坯體;
7)將步驟6)得到的催化劑坯體在10℃~200℃溫度條件下,通過自然乾燥、空調房乾燥、微波乾燥或隧道窯乾燥後,在溫度為480℃~550℃條件內下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施方式
實施例1
1)將質量百分比為70%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為10%的堇青石、質量百分比為20%的陶瓷纖維混合併在溫度為600℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將五氧化二釩在70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將鉬酸銨在50℃~70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
5)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液和步驟4)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐12小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為40.444%,活性組分V2O5的質量百分比為12.67%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為10.13%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為6.756%,和去離子水質量百分比為15%,和粘結劑羥丙基甲基纖維素的質量百分比為9%,和潤滑劑甘油的質量百分比為6%;
6)將步驟5)得到的泥料採用液壓擠出成型,形成外型為條狀的催化劑坯體;
7)將步驟6)得到的催化劑坯體在10℃溫度條件下,通過空調房乾燥乾燥後,在溫度為550℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例2
將實施例1中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為80%。
實施例3
1)將質量百分比為99.8%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的堇青石、質量百分比為0.1%的陶瓷纖維混合併在溫度為500℃~600℃煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在50℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在50℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將鉬酸銨在50℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
5)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液和步驟4)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐48小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為35.75%,活性組分V2O5的質量百分比為5.25%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為10%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為6%,和去離子水質量百分比為30%,和粘結劑聚丙烯醯胺的質量百分比為9%,和潤滑劑乙醇胺的質量百分比為4%;
6)將步驟5)得到的泥料採用液壓擠出成型,形成外型為梅花狀的催化劑坯體;
7)將步驟6)得到的催化劑坯體在200℃溫度條件下,通過隧道窯乾燥後,在溫度為480℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例4
將實施例3中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為93%。
實施例5
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的堇青石混合併在溫度為500℃~600℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將五氧化二釩60℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將步驟2)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐40小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為83.6%,活性組分V2O5的質量百分比為0.055%,和去離子水質量百分比為15%,和粘結劑羥丙基甲基纖維素的質量百分比為1.295%,和潤滑劑甘油的質量百分比為0.05%;
4)將步驟3)得到的泥料採用輥筒輥壓成型,形成外型薄平板塊狀的催化劑坯體;
5)將步驟4)得到的催化劑坯體在25℃溫度條件下,通過自然乾燥後,在溫度為500℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例6
將實施例5中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為65%。
實施例7
1)將質量百分比為90%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為10%的堇青石混合併在溫度為500℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨60℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將步驟2)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐40小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為60.33%,活性組分V2O5的質量百分比為12.67%,和去離子水質量百分比為22%,和粘結劑羥丙基甲基纖維素的質量百分比為4%,和潤滑劑甘油的質量百分比為1%;
4)將步驟3)得到的泥料採用螺桿擠出機成型,形成外型為蜂窩狀的催化劑坯體;
5)將步驟4)得到的催化劑坯體在150℃溫度條件下,通過隧道窯乾燥後,在溫度為500℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例8
將實施例7中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為97%。
實施例9
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的陶瓷纖維混合併在溫度為550℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將鉬酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
5)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液和驟4)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐36小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為77.39%,活性組分V2O5的質量百分比為1%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為0.055%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為0.055%,和去離子水質量百分比為20%,和粘結劑聚羥丙基甲基纖維素的質量百分比為0.5%,和潤滑劑甘油的質量百分比為1%;
6)將步驟5)得到的泥料採用螺桿擠出機成型,形成外型為蜂窩狀的催化劑坯體;;
7)將步驟6)得到的催化劑坯體在25℃溫度條件下,通過微波乾燥後,在溫度為520℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例10
將實施例9中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為95%。
實施例11
1)將質量百分比為80%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為20%的陶瓷纖維混合併在溫度為580℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將五氧化二釩在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將鉬酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
5)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液和驟4)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐24小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為57%,活性組分V2O5的質量百分比為2%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為6%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為3%,和去離子水質量百分比為22%,和粘結劑聚丙烯醯胺的質量百分比為8%,和潤滑劑乙醇胺或/和甘油的質量百分比為2%;
6)將步驟5)得到的泥料採用螺桿擠出機成型,形成外型為蜂窩狀的催化劑坯體;;
7)將步驟6)得到的催化劑坯體在150℃溫度條件下,通過隧道窯乾燥後,在溫度為520℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例12
將實施例11中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為96%。
實施例13
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的堇青石混合併在溫度為550℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐24小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為64.945%,活性組分V2O5的質量百分比為1%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為0.055%,和去離子水質量百分比為24%,和粘結劑聚丙烯醯胺的質量百分比為8%,和潤滑劑乙醇胺的質量百分比為2%;
5)將步驟4)得到的泥料採用螺桿擠出機成型,形成外型為蜂窩狀的催化劑坯體;
6)將步驟5)得到的催化劑坯體在150℃溫度條件下,通過隧道窯乾燥後,在溫度為520℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例14
將實施例13中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為95%。
實施例15
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的堇青石混合併在溫度為550℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐24小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為55.37%,活性組分V2O5的質量百分比為1.5%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為10.13%,和去離子水質量百分比為22%,和粘結劑聚丙烯醯胺的質量百分比為9%,和潤滑劑乙醇胺的質量百分比為2%;
5)將步驟4)得到的泥料採用輥筒輥壓成型,形成外型薄平板塊狀的催化劑坯體;
6)將步驟5)得到的催化劑坯體在150℃溫度條件下,通過隧道窯乾燥後,在溫度為520℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例16
將實施例15中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為94%。
實施例17
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的陶瓷纖維混合併在溫度為550℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鉬酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
4)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐24小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為72.945%,活性組分V2O5的質量百分比為1%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為0.055%,和去離子水質量百分比為20%,和粘結劑聚羥丙基甲基纖維素的質量百分比為4%,和潤滑劑甘油的質量百分比為1%;
5)將步驟4)得到的泥料採用輥筒輥壓成型,形成外型薄平板塊狀的催化劑坯體;
6)將步驟5)得到的催化劑坯體在25℃溫度條件下,通過微波乾燥後,在溫度為520℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例18
將實施例9中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為95%。
實施例19
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的陶瓷纖維混合併在溫度為550℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鉬酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
4)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐24小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為63.744%,活性組分V2O5的質量百分比為1%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為6.756%,和去離子水質量百分比為22%,和粘結劑聚羥丙基甲基纖維素的質量百分比為5%,和潤滑劑甘油的質量百分比為1.5%;
5)將步驟4)得到的泥料採用輥筒輥壓成型,形成外型薄平板塊狀的催化劑坯體;
6)將步驟5)得到的催化劑坯體在25℃溫度條件下,通過自然乾燥後,在溫度為520℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例20
將實施例19中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為92%。
榮譽表彰
2014年11月6日,《複合載體煙氣選擇性催化還原法脫硝催化劑及製備方法》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
實施方式
實施例1
1)將質量百分比為70%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為10%的堇青石、質量百分比為20%的陶瓷纖維混合併在溫度為600℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將五氧化二釩在70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將鉬酸銨在50℃~70℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
5)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液和步驟4)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐12小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為40.444%,活性組分V2O5的質量百分比為12.67%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為10.13%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為6.756%,和去離子水質量百分比為15%,和粘結劑羥丙基甲基纖維素的質量百分比為9%,和潤滑劑甘油的質量百分比為6%;
6)將步驟5)得到的泥料採用液壓擠出成型,形成外型為條狀的催化劑坯體;
7)將步驟6)得到的催化劑坯體在10℃溫度條件下,通過空調房乾燥乾燥後,在溫度為550℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例2
將實施例1中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為80%。
實施例3
1)將質量百分比為99.8%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的堇青石、質量百分比為0.1%的陶瓷纖維混合併在溫度為500℃~600℃煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在50℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在50℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將鉬酸銨在50℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
5)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液和步驟4)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐48小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為35.75%,活性組分V2O5的質量百分比為5.25%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為10%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為6%,和去離子水質量百分比為30%,和粘結劑聚丙烯醯胺的質量百分比為9%,和潤滑劑乙醇胺的質量百分比為4%;
6)將步驟5)得到的泥料採用液壓擠出成型,形成外型為梅花狀的催化劑坯體;
7)將步驟6)得到的催化劑坯體在200℃溫度條件下,通過隧道窯乾燥後,在溫度為480℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例4
將實施例3中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為93%。
實施例5
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的堇青石混合併在溫度為500℃~600℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將五氧化二釩60℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將步驟2)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐40小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為83.6%,活性組分V2O5的質量百分比為0.055%,和去離子水質量百分比為15%,和粘結劑羥丙基甲基纖維素的質量百分比為1.295%,和潤滑劑甘油的質量百分比為0.05%;
4)將步驟3)得到的泥料採用輥筒輥壓成型,形成外型薄平板塊狀的催化劑坯體;
5)將步驟4)得到的催化劑坯體在25℃溫度條件下,通過自然乾燥後,在溫度為500℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例6
將實施例5中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為65%。
實施例7
1)將質量百分比為90%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為10%的堇青石混合併在溫度為500℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨60℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將步驟2)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐40小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為60.33%,活性組分V2O5的質量百分比為12.67%,和去離子水質量百分比為22%,和粘結劑羥丙基甲基纖維素的質量百分比為4%,和潤滑劑甘油的質量百分比為1%;
4)將步驟3)得到的泥料採用螺桿擠出機成型,形成外型為蜂窩狀的催化劑坯體;
5)將步驟4)得到的催化劑坯體在150℃溫度條件下,通過隧道窯乾燥後,在溫度為500℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例8
將實施例7中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為97%。
實施例9
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的陶瓷纖維混合併在溫度為550℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將鉬酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
5)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液和驟4)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐36小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為77.39%,活性組分V2O5的質量百分比為1%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為0.055%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為0.055%,和去離子水質量百分比為20%,和粘結劑聚羥丙基甲基纖維素的質量百分比為0.5%,和潤滑劑甘油的質量百分比為1%;
6)將步驟5)得到的泥料採用螺桿擠出機成型,形成外型為蜂窩狀的催化劑坯體;;
7)將步驟6)得到的催化劑坯體在25℃溫度條件下,通過微波乾燥後,在溫度為520℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例10
將實施例9中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為95%。
實施例11
1)將質量百分比為80%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為20%的陶瓷纖維混合併在溫度為580℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將五氧化二釩在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將鉬酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
5)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液和驟4)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐24小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為57%,活性組分V2O5的質量百分比為2%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為6%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為3%,和去離子水質量百分比為22%,和粘結劑聚丙烯醯胺的質量百分比為8%,和潤滑劑乙醇胺或/和甘油的質量百分比為2%;
6)將步驟5)得到的泥料採用螺桿擠出機成型,形成外型為蜂窩狀的催化劑坯體;;
7)將步驟6)得到的催化劑坯體在150℃溫度條件下,通過隧道窯乾燥後,在溫度為520℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例12
將實施例11中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為96%。
實施例13
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的堇青石混合併在溫度為550℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐24小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為64.945%,活性組分V2O5的質量百分比為1%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為0.055%,和去離子水質量百分比為24%,和粘結劑聚丙烯醯胺的質量百分比為8%,和潤滑劑乙醇胺的質量百分比為2%;
5)將步驟4)得到的泥料採用螺桿擠出機成型,形成外型為蜂窩狀的催化劑坯體;
6)將步驟5)得到的催化劑坯體在150℃溫度條件下,通過隧道窯乾燥後,在溫度為520℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例14
將實施例13中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為95%。
實施例15
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的堇青石混合併在溫度為550℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鎢酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於7的溶液;
4)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐24小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為55.37%,活性組分V2O5的質量百分比為1.5%,和助催化劑成分WO3的質量百分比為10.13%,和去離子水質量百分比為22%,和粘結劑聚丙烯醯胺的質量百分比為9%,和潤滑劑乙醇胺的質量百分比為2%;
5)將步驟4)得到的泥料採用輥筒輥壓成型,形成外型薄平板塊狀的催化劑坯體;
6)將步驟5)得到的催化劑坯體在150℃溫度條件下,通過隧道窯乾燥後,在溫度為520℃條件下煅燒,得到煙氣選擇性催化還原法脫硝複合載體催化劑。
實施例16
將實施例15中製得的催化劑粉碎過篩,得到粒徑為60目至30目之間的催化劑顆粒,取該催化劑顆粒2ml放入催化劑活性評價裝置,活性評價在內徑為8毫米的固定床反應器中進行。NO/N2、NH3/N2、O2和N2經質量流量計控制後混合,得到模擬煙氣,組成為0.1%NO、0.08%SO2、8%H2O、0.1%NH3和3%O2,N2為平衡氣,空速為18000小時。反應溫度在370℃,NH3/NOx為1。氣體成分由德國SIEMENS公司製造的ULTRMAT23氣體分析儀檢測,檢測其脫硝效率為94%。
實施例17
1)將質量百分比為99.9%的納米銳鈦型二氧化鈦、質量百分比為0.1%的陶瓷纖維混合併在溫度為550℃條件下煅燒,得到具有多孔狀的穩定的微孔結構的複合載體;
2)將偏釩酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液中,得到pH值小於2的溶液;
3)將鉬酸銨在55℃溫度下攪拌使之溶於草酸溶液或者去離子水中,得到pH值小於7的溶液;
4)將步驟2)得到的溶液和步驟3)得到的溶液與步驟1)得到的複合載體、去離子水、粘結劑、潤滑劑一起混練捏合,陳腐24小時得到催化劑泥料,催化劑泥料的組成為:複合載體的質量百分比為72.945%,活性組分V2O5的質量百分比為1%,和助催化劑成分MoO3的質量百分比為0.055%,和去離子水質量百分比為20%,和粘結劑聚羥丙基甲基纖維素的質量百分比為4%,和潤滑劑甘油的質量百分比為1%;