專利名稱：一種抗so的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗SO2毒化的煙氣脫硝催化劑制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
蜂窩整體催化劑由于床層阻力小、擴(kuò)散距離短、易操作等特點(diǎn)，應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。堇青石涂敷γ-Al2O3后再擔(dān)載活性組分CuO制備的催化劑兼顧蜂窩反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)和CuO/Al2O3的高選擇性催化還原NO活性，是一種較有潛力的煙氣脫硝催化劑。煙氣中有一定濃度的SO2，SO2對初期的NO轉(zhuǎn)化率有促進(jìn)作用；但是到了反應(yīng)后期，SO2對催化劑就有一定的毒化作用，使NO轉(zhuǎn)化率降低。因此，如何提高催化劑的抗SO2能力是脫硝催化劑制備中的核心問題。Journal of Catalysis(2005，229，227-236)制備報(bào)道了用于煙氣脫硝反應(yīng)的整體式CuO/γ-Al2O3和CuO/TiO2催化劑，但是他們制備的催化劑是針對硝酸廠的廢氣處理過程，所用的溫度較低(200℃)，并且廢氣中沒有SO2，所以不存在抗SO2毒化的問題。CN02130059報(bào)道的方法中的制備用于煙氣脫硝反應(yīng)的蜂窩狀CuO/Al2O3催化劑，有很好的抗SO2毒化的特點(diǎn)，但是其中所說的抗SO2毒化，是指催化劑先在SO2氣氛中預(yù)硫化，然后再通入NH3+NO氣氛進(jìn)行脫硝反應(yīng)，并未考察氣相中SO2對脫硝反應(yīng)的毒化作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有抗SO2毒化，穩(wěn)定性好的抗SO2毒化的煙氣脫硝催化劑及制備方法及應(yīng)用。
本發(fā)明用于煙氣抗SO2毒化的煙氣脫硝催化劑以堇青石蜂窩陶瓷為第一載體，活性氧化鋁涂層為第二載體，負(fù)載活性組分CuO。催化劑重量百分比組成為堇青石蜂窩陶瓷載體91.8-97.6％，Al2O31.2-7.0％，CuO1.2-2.4％。
本發(fā)明的制備方法包括如下步驟(4)鋁溶膠的制備將濃度為0.167-0.833mol/L的稀硝酸溶液加熱到80-100℃，然后按摩爾比為H+∶Al3+＝0.1-0.5∶1的比例加入擬薄水鋁石，加熱回流混合攪拌24-48小時制得鋁溶膠；
(5)將堇青石蜂窩陶瓷浸入鋁溶膠中3-6h，經(jīng)干燥后在400-500℃煅燒，制得負(fù)載有Al2O3的堇青石蜂窩陶瓷。
(6)按催化劑組成，將負(fù)載有Al2O3涂層的堇青石浸漬到相當(dāng)于堇青石2-4倍體積的Cu(NO3)2溶液中放置3-9h，經(jīng)干燥后在400-500℃下煅燒6-10h，制得催化劑。
本發(fā)明不可以在用堇青石浸泡鋁溶膠前進(jìn)行氨水預(yù)處理將堇青石基體浸入pH＝8-12的氨水溶液中2-16s后取出，再進(jìn)行上述(1)、(2)、(3)步驟制備催化劑。
本發(fā)明所制備的催化劑在以下條件下進(jìn)行煙氣脫硝反應(yīng)用固定床反應(yīng)器，常壓操作；反應(yīng)溫度為350-500℃；操作空速為5000-6500h-1。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、一次Al2O3擔(dān)載量增加；2、是催化劑穩(wěn)定性增強(qiáng)。
3、在煙氣脫硝時具有抗SO2毒化作用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將200mL濃度為0.167mol/L的稀硝酸溶液加熱到80℃，然后加入20g擬薄水鋁石，加熱回流混合攪拌48小時制得鋁溶膠。將堇青石載體直接浸在上述所述的溶膠中浸泡3h，經(jīng)干燥后，400℃煅燒10h后稱重，Al2O3上載量為1.2％。配置相當(dāng)2倍堇青石體積的1.0wt.％的Cu(NO3)3溶液，將負(fù)載有Al2O3涂層的堇青石載體浸漬到Cu(NO3)3溶液中6h，經(jīng)干燥后500℃煅燒制得活性組分CuO為1.2％，Al2O3含量為1.2％，堇青石含量為97.6％的催化劑。在模擬煙氣組成為1600ppm SO2，600ppm NO，600ppmNH3，5.0％O2，2.5％H2O，N2為平衡氣?？刂品磻?yīng)溫度為400℃，空速為5000h-1時，NO轉(zhuǎn)化率在70h內(nèi)下降15％。
實(shí)施例2將200mL濃度為0.357mol/L的稀硝酸溶液加熱到90℃，然后加入20g擬薄水鋁石，加熱回流混合攪拌24小時制得鋁溶膠。將堇青石載體直接浸在上述所述的溶膠中浸泡3h，經(jīng)干燥后，450℃煅燒8h后稱重，Al2O3上載量為2.1％。配置相當(dāng)3倍堇青石體積的1.0wt.％的Cu(NO3)3溶液，將負(fù)載有Al2O3涂層的堇青石載體浸漬到Cu(NO3)3溶液中6h，經(jīng)干燥后500℃煅燒制得活性組分CuO為1.8％，Al2O3含量為2.1％，堇青石含量為96.1％的催化劑。在模擬煙氣組成為1600ppm SO2，600ppm NO，600ppmNH3，5.0％O2，2.5％H2O，N2為平衡氣?？刂品磻?yīng)溫度為400℃，空速為5700h-1時，NO轉(zhuǎn)化率在70h內(nèi)下降17％。
實(shí)施例3將200mL濃度為0.657mol/L的稀硝酸溶液加熱到100℃，然后加入20g擬薄水鋁石，加熱回流混合攪拌24小時制得鋁溶膠。將堇青石載體直接浸在上述所述的溶膠中浸泡3h，經(jīng)干燥后，500℃煅燒6h后稱重，Al2O3上載量為2.7％。配置相當(dāng)4倍堇青石體積的1.0wt.％的Cu(NO3)3溶液，配置相當(dāng)4倍堇青石體積的1.0wt.％的Cu(NO3)3溶液，將負(fù)載有Al2O3涂層的堇青石載體浸漬到Cu(NO3)3溶液中6h，經(jīng)干燥后500℃煅燒制得活性組分CuO為2.4％，Al2O3含量為2.7％，堇青石含量為94.9％的催化劑。在模擬煙氣組成為1600ppm SO2，600ppm NO，600ppmNH3，5.0％O2，2.5％H2O，N2為平衡氣。控制反應(yīng)溫度為400℃，空速為6500h-1時，NO轉(zhuǎn)化率在70h內(nèi)下降20％。
實(shí)施例4將200mL濃度為0.833mol/L的稀硝酸溶液加熱到90℃，然后加入20g擬薄水鋁石，加熱回流混合攪拌24小時制得鋁溶膠，將堇青石載體直接浸在上述所述的溶膠中浸泡6h，經(jīng)干燥后，500℃煅燒8h后稱重，Al2O3上載量為3.0％。配置相當(dāng)2倍堇青石體積的1.0wt.％的Cu(NO3)3溶液，將負(fù)載有Al2O3涂層的堇青石載體浸漬到Cu(NO3)3溶液中6h，經(jīng)干燥后500℃煅燒制得活性組分CuO為1.2％，Al2O3上載量為3.0％，堇青石含量為95.8％的催化劑。在模擬煙氣組成為1600ppm SO2，600ppm NO，600ppmNH3，5.0％O2，2.5％H2O，N2為平衡氣?？刂品磻?yīng)溫度為400℃，空速為5000h-1時，NO轉(zhuǎn)化率在70h內(nèi)下降9％。
實(shí)施例5將200mL濃度為0.833mol/L的稀硝酸溶液加熱到90℃，然后加入20g擬薄水鋁石，加熱回流混合攪拌24小時制得鋁溶膠。先將堇青石載體在pH＝8的氨水溶液中浸漬2s，然后浸在上面所述的溶膠中浸泡6h，經(jīng)干燥后，500℃煅燒8h后稱重，Al2O3上載量為3.2％。配置相當(dāng)2倍堇青石體積的1.0wt.％的Cu(NO3)3溶液，將負(fù)載有Al2O3涂層的堇青石載體浸漬到Cu(NO3)3溶液中6h，經(jīng)干燥后500℃煅燒制得活性組分CuO為1.2％，Al2O3為3.2％，堇青石含量為95.6％的催化劑。在模擬煙氣組成為1600ppm SO2，600ppm NO，600ppmNH3，5.0％O2，2.5％H2O，N2為平衡氣?？刂品磻?yīng)溫度為400℃，空速為5000h-1時，NO轉(zhuǎn)化率在70h內(nèi)下降7％。
實(shí)施例6將200mL濃度為0.833mol/L的稀硝酸溶液加熱到90℃，然后加入20g擬薄水鋁石，加熱回流混合攪拌24小時制得鋁溶膠。先將堇青石載體在pH＝10的氨水溶液中浸漬10s，然后浸在上面所述的溶膠中浸泡3h，經(jīng)干燥后，500℃煅燒8h后稱重，Al2O3上載量為3.7％。配置相當(dāng)2倍堇青石體積的1.0wt.％的Cu(NO3)3溶液，將負(fù)載有Al2O3涂層的堇青石載體浸漬到Cu(NO3)3溶液中6h，經(jīng)干燥后500℃煅燒制得活性組分CuO為1.2％，Al2O3上載量為3.7％，堇青石含量為95.1％的催化劑。在模擬煙氣組成為1600ppmSO2，600ppm NO，600ppmNH3，5.0％O2，2.5％H2O，N2為平衡氣?？刂品磻?yīng)溫度為400℃，空速為5000h-1時，NO轉(zhuǎn)化率在70h內(nèi)下降4％。
實(shí)施例7將200mL濃度為0.833mol/L的稀硝酸溶液加熱到90℃，然后加入20g擬薄水鋁石，加熱回流混合攪拌24小時制得鋁溶膠。先將堇青石載體在pH＝12的氨水溶液中浸漬16s，然后浸在上面所述的溶膠中浸泡3h，經(jīng)干燥后，500℃煅燒8h后稱重，Al2O3上載量為7.0％。配置相當(dāng)2倍堇青石體積的1.0wt.％的Cu(NO3)3溶液，將負(fù)載有Al2O3涂層的堇青石載體浸漬到Cu(NO3)3溶液中6h，經(jīng)干燥后500℃煅燒制得活性組分CuO為1.2％，Al2O3含量為7.0％，堇青石含量為91.8％的催化劑。在模擬煙氣組成為1600ppmSO2，600ppm NO，600ppmNH3，5.0％O2，2.5％H2O，N2為平衡氣。控制反應(yīng)溫度為400℃，空速為5000h-1時，NO轉(zhuǎn)化率在70h內(nèi)沒有下降。
權(quán)利要求
1.一種抗SO2毒化的煙氣脫硝催化劑，其特征在于催化劑重量百分比組成為堇青石蜂窩陶瓷載體91.8-97.6％，Al2O31.2-7.0％，CuO 1.2-2.4％。
2.如權(quán)利要求1所述的一種抗SO2毒化的煙氣脫硝催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)鋁溶膠的制備將濃度為0.167-0.833mol/L的稀硝酸溶液加熱到80-100℃，然后按摩爾比為H+∶Al3+＝0.1-0.5∶1的比例加入擬薄水鋁石，加熱回流混合攪拌24-48小時制得鋁溶膠；(2)將堇青石蜂窩陶瓷浸入鋁溶膠中3-6h，經(jīng)干燥后在400-500℃煅燒，制得負(fù)載有Al2O3的堇青石蜂窩陶瓷。(3)按催化劑組成，將負(fù)載有Al2O3涂層的堇青石浸漬到相當(dāng)于堇青石2-4倍體積的Cu(NO3)2溶液中放置3-9h，經(jīng)干燥后在400-500℃下煅燒6-10h，制得催化劑。
3.如權(quán)利要求2所述的一種抗SO2毒化的煙氣脫硝催化劑的制備方法，其特征在于在用堇青石浸泡鋁溶膠前進(jìn)行氨水預(yù)處理將堇青石基體浸入pH＝8-12的氨水溶液中2-16s后取出。
4.如權(quán)利要求1所述的一種抗SO2毒化的煙氣脫硝催化劑的應(yīng)用，其特征在于催化劑在用固定床反應(yīng)器，常壓操作；反應(yīng)溫度為350-500℃；操作空速為5000-6500h-1條件下進(jìn)行煙氣脫硝。
全文摘要
一種抗SO
文檔編號B01D53/56GK101053836SQ20071006200
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日
發(fā)明者劉振宇, 蘇軍劃, 黃張根, 趙有華 申請人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所