基中低溫scr脫硝催化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鍋爐煙氣凈化NH3-SCR脫硝催化劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種摻雜雜多酸的V205-W03/Ti02S中低溫SCR脫硝催化劑，用于實現(xiàn)中低溫下高NOx去除率SCR脫硝催化劑的優(yōu)選。
【背景技術(shù)】
[0002]大氣中的NOx能引起酸雨、光化學(xué)煙霧、地表水富營養(yǎng)化等破壞生態(tài)環(huán)境并危及人類健康的一系列問題，控制大氣中NOx的排放引起了全球的關(guān)注，同時也是我國目前大氣環(huán)境保護(hù)中的重點和難點。2012年I月I日我國開始實施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)對有了更加嚴(yán)格的規(guī)定:要求部分新建電廠氮氧化物的排放量要小于100mg/m3，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的將要按照《排污費征收使用管理條例》收費。
[0003]SCR (Selective Catalytic Reduct1n，選擇性催化還原)技術(shù)是目前脫硝效率最高、最為成熟、且應(yīng)用最多的一種煙氣脫硝技術(shù)。在整個SCR脫硝系統(tǒng)中，催化劑是核心組件，在設(shè)備直接投資中占的比重較大。其中使用最多的是釩鈦基蜂窩狀SCR脫硝催化劑。對于SCR煙氣脫硝過程來說，V205-W03/Ti(^f化劑是決定煙氣脫硝效率的關(guān)鍵性因素。低溫(100°C -250°C ) SCR脫硝催化劑更是近年來在成熟的SCR催化劑(如V205_W03/Ti02商用催化劑，操作溫度30(TC -40(TC)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其脫硝裝置可置于脫硫裝置之后，從而避免灰飛對催化劑的污染、磨損、堵塞，減輕SO2引起的毒化和失活，具有易與現(xiàn)有的煙道設(shè)備匹配、延長催化劑使用壽命、經(jīng)濟(jì)高效且能耗低等優(yōu)點，因此研宄高效、耐水、耐硫的低溫SCR催化劑具有極其重要的經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實意義，是當(dāng)前脫硝領(lǐng)域的研宄熱點之一。
[0004]雜多酸，是強度均勻的質(zhì)子酸，并有氧化還原的能力。通過改變分子組成，可調(diào)節(jié)酸強度和氧化還原性能。其中雜多酸催化劑也是催化行業(yè)研宄的重點。Dawson型結(jié)構(gòu)雜多酸中，雜多酸的酸性越強，去除率越高，磷鉬釩酸在室溫到250°C范圍內(nèi)對NOx的去除率可高達(dá)約90%。研宄表明:以V205-W03/Ti02為基礎(chǔ)，通過摻雜磷鉬釩酸可以有效地降低SCR催化劑的活性溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種摻雜雜多酸的V205-W03/Ti02s中低溫SCR脫硝催化劑，制出了釩鈦基蜂窩狀SCR脫硝催化劑，能夠在較低的反應(yīng)溫度下達(dá)到較高的催化劑反應(yīng)活性，可以有效地提高低溫SCR的脫硝效率，在煙氣低塵布置方面具有獨特的優(yōu)勢。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種摻雜雜多酸的V205-W03/Ti02s中低溫SCR脫硝催化劑，化學(xué)通式表示為:
(0.5 ?5.0wt%) H8P2Mo16V2O62-(X wt%) V2O5- (y wt%)W03-(z wt%)GF/Ti02。
[0007]一種摻雜雜多酸的V2O5-WOZT12S中低溫SCR脫硝催化劑，其制備方法是:
(I)活性溶液的制備。分別將偏釩酸銨和偏鎢酸銨(質(zhì)量比0.5:2)溶解于10%的草酸溶液中，偏釩酸銨和偏鎢酸銨的總摩爾數(shù)與草酸的摩爾數(shù)之比為1: 2，待上述溶液充分溶解后，加入質(zhì)量含量為0.5?5.0 wt%的Dawson型磷鉬釩酸H8P2Mo16V2O62，將上述溶液加入到反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度60~70°C，反應(yīng)時間2小時；
(2)載體造粒。在混練機(jī)10rpm攪拌條件下，將銳鈦礦型T12、硬脂酸、乳酸、水和氨水按質(zhì)量比(400-500): 1:5: (120-180): (30-50)混合。然后調(diào)整混料機(jī)轉(zhuǎn)速至500rpm，由于磨擦作用，待物料升溫至60-70° C后，打開排氣閥排水造粒，得到直徑2-10 mm含水10-20%的T12微粒。
[0008](3)活性負(fù)載。在混練機(jī)10rpm攪拌條件下，將得到的T12微粒、活性溶液、羥丙甲基纖維素和聚氧化乙烯按質(zhì)量比1000: (50-150): (0.5-3): (1-5)混合。然后調(diào)整混料機(jī)至300rpm。待物料升溫至60-70° C后，打開排氣閥排水造粒，得到直徑10-20 mm含水20-30 %的活性負(fù)載顆粒。
[0009](4)擠出成型。在10rpm攪拌條件下，將得到的活性負(fù)載顆粒、玻璃纖維、羥丙甲基纖維素、聚氧化乙烯和氨水按質(zhì)量比1000: (14-42): (0.5-3): (1-5): (10-20)混合。然后調(diào)整混料機(jī)至500rpm，在高速攪拌條件下將玻璃纖維分散至活性負(fù)載顆粒之間，并通過羥丙甲基纖維素和聚氧化乙烯的粘合作用形成骨架。待物料升溫至60-70° C后，打開排氣閥排水造粒，得到直徑15-40 mm含水20-30 %的擠出泥料。得到的泥料經(jīng)過濾和擠出工藝得到各種孔數(shù)和壁厚的蜂窩SCR催化劑濕胚。
[0010](5)干燥和燒成。蜂窩SCR催化劑濕胚在緩慢溫濕度變化條件下干燥至含水小于1%后送入網(wǎng)帶式煅燒爐分別經(jīng)200-300°C焙燒5-8小時和500-600°C焙燒12-18小時得到半成品。
[0011](6)切割和包裝。半成品蜂窩SCR催化劑經(jīng)定尺寸切割，裝入Q345鋼模塊，催化劑之間以陶瓷纖維棉作為間隔和支撐，得到蜂窩SCR催化劑成品。
[0012]本發(fā)明摻雜Dawson型磷鉬釩酸，磷鉬釩酸的酸性和氧化性均較強，其酸性可以增強催化劑表面的布朗斯特(Bixmsted)酸性位，其氧化性可以在脫硝反應(yīng)過程中將NO迅速氧化為NO2，實現(xiàn)快速SCR (Fast SCR)過程。另外磷鉬釩雜多酸的酸性和氧化性可在分子水平上進(jìn)行調(diào)變，進(jìn)而實現(xiàn)更為靈活的增強催化劑酸性位和Fast SCR過程。
[0013]本發(fā)明采用兩段煅燒的目的在于，低溫煅燒溫度下使磷鉬釩酸轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕Y(jié)構(gòu)型式，在眾多的結(jié)構(gòu)型式(H7P2Mo17V062、H9P2Mo15V3O62、H8P2Mo14V4O62^P H 8P2Mo16V206^)中H8P2Mo16V2O62的催化活性最高，因此控制低溫煅燒溫度可以使磷鉬釩酸定型的轉(zhuǎn)變?yōu)镠8P2Mo16V2O62;然后再在高溫煅燒溫度時充分使H 8P2Mo16V206jP T1 2載體的表面物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，增加催化劑表面的布朗斯特酸性位和表面的氧化性。
【附圖說明】
[0014]圖1為實施例中摻雜不同質(zhì)量含量磷鉬釩雜多酸制備的中低溫SCR催化劑的制備工藝圖；
圖2為實施例中摻雜不同質(zhì)量含量磷鉬釩雜多酸制備的中低溫SCR催化劑活性測試圖；
圖3為實施例中摻雜不同質(zhì)量含量磷鉬釩雜多酸制備的中低溫SCR催化劑XRD測試圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例1:
按照圖1催化劑的制備工藝:
(1)活性溶液的制備。分別將偏釩酸銨和偏鎢酸銨(質(zhì)量比0.5:2)溶解于10%的草酸溶液中，偏釩酸銨和偏鎢酸銨的總摩爾數(shù)與草酸的摩爾數(shù)之比為1: 2，待上述溶液充分溶解后，加入質(zhì)量含量為0.5 wt%的Dawson型磷鉬釩酸H8P2Mo16V2O62，將上述溶液加入到反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度60~70°C，反應(yīng)時間2小時；
(2)載體造粒。在混練機(jī)10rpm攪拌條件下，將銳鈦礦型T12、硬脂酸、乳酸、水和氨水按質(zhì)量比500:1:5:170:35混合。然后調(diào)整混料機(jī)轉(zhuǎn)速至500rpm，由于磨擦作用，待物料升溫至60-70° C后，打開排氣閥排水造粒，得到直徑2-10 mm含水10-20 %的T12微粒。
[0016](3)活性負(fù)載。在混練機(jī)10rpm攪拌條件下，將得到的T12微粒、活性溶液、羥丙甲基纖維素和聚氧化乙烯按質(zhì)量比1000:140:1:2混合。然后調(diào)整混料機(jī)至300rpm。待物料升溫至60-70° C后，打開排氣閥排水造粒，得到直徑10-20 mm含水20-30 %的活性負(fù)載顆粒。
[0017](4)擠出成型。在10rpm攪拌條件下，將得到的活性負(fù)載顆粒、玻璃纖維、羥丙甲基纖維素、聚氧化乙烯和氨水按質(zhì)量比1000:28:1:2:20混合。然后調(diào)整混料機(jī)至500rpm，在高速攪拌條件下將玻璃纖維分