專利名稱：結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法、所制備的催化劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)化脫硝催化劑的制備方法、所制備的催化劑及其應(yīng)用。具體地，本發(fā)明涉及一種高機械強度、高催化活性且低SO2氧化率的板式結(jié)構(gòu)化V205/Ti02基煙氣脫硝催化劑的制備方法、所制備的催化劑及其在脫除煙氣中的氮氧化物中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
氮氧化物NOx(即硝)排放造成的酸雨現(xiàn)象和光化學(xué)煙霧給生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來很大危害，早已在全球范圍內(nèi)引起關(guān)注。硝的來源有固定源，包括燃煤/燃油/燃?xì)忮仩t、硝酸工業(yè)等；以及移動源，其主要是汽車尾氣，其中固定源NOx占其排放總量的70%以上。固定源NOx控制技術(shù)有NOx分解法、選擇性非催化還原NOx(SNCR)法、選擇性催化還原 NOx(SCR)法，其中SCR法被證明是最有效的方法，應(yīng)用最為廣泛。國外經(jīng)過20余年的工業(yè)實踐，確立了以V205/Ti&為核心組分的SCR催化體系。由于燃煤煙氣量大、粉塵多、允許壓降低，脫硝催化劑必須采用結(jié)構(gòu)化形式，日本專利 JP1317545A發(fā)展了擠出成型法規(guī)模生產(chǎn)蜂窩V205/Ti&基催化劑的技術(shù)。國內(nèi)關(guān)于V2O5/ TiO2基煙氣脫硝催化劑的制備已有較多研究報道，但尚無形成成熟的制備技術(shù)，如南京理工大學(xué)曲虹霞的博士學(xué)位論文O004)考察了顆粒狀V205/Ti02催化劑制備和及其用于脫硝的反應(yīng)條件，Ye等人在Catal. Today (78 (2003年)第159頁)中對堇青石涂覆TW2或 Ti02+Al203后負(fù)載V2O5催化劑的制備工藝進(jìn)行探索與表征；朱崇兵等在中國電機工程學(xué)報 (29 (2007年)第45頁)報道了蜂窩V205_W03/Ti02催化劑的制備工藝及其效果評價。上述公開的蜂窩催化劑的確解決了煙氣量大、允許壓降低的問題，但抗塵能力仍顯不足。因此，一些國外公司研發(fā)了更易抗塵的板式結(jié)構(gòu)化V205/Ti02基催化劑。板式結(jié)構(gòu)化催化劑還可克服蜂窩體擠出過程中成品率低的缺點，廢催化劑易于回收利用。日本專利JP2284630A公開了一種板式催化劑的制備技術(shù)，即將催化劑粉體(V2O5 WO3 TiO2 = 4 10 86)與硅溶膠混合形成泥料，然后涂覆于Cr-Ni網(wǎng)上，干燥后在200°C下熱處理。 中國專利CN1014^215A近期也公開了一種板式V205/Ti&基煙氣脫硝催化劑的制備方法， 該方法選用聚乙烯醇和羥丙基甲基纖維素的混合物為粘結(jié)劑，首先將鈦粉、粘結(jié)劑、助劑等固體物料混合，然后將含釩和鎢的草酸溶液與固體混合粉料混合，攪拌后得到泥料，最后將泥料刮涂至不銹鋼網(wǎng)上、輥壓，干燥、340 480°C焙燒得到催化劑。眾所周知，聚乙烯醇和羥丙基甲基纖維素于250°C左右將完全分解留下空隙、非凝膠化的TiO2粉之間的結(jié)合力差， 因此催化劑的機械強度低。另外，從工業(yè)應(yīng)用方面看，控制SO2氧化率(低于1%)也是脫硝催化劑研發(fā)的重要方面，但CN1014^215A并未予以考慮?；谏鲜黾夹g(shù)問題，本發(fā)明將通過改進(jìn)催化劑配方和制備工藝，從而提供一種高機械強度、高催化活性且低氧化率的板式結(jié)構(gòu)化V2O5/TW2基催化劑的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明既解決現(xiàn)有板式催化劑的機械強度差、催化活性低且SO2氧化率高的技術(shù)問題，又解決蜂窩狀結(jié)構(gòu)化催化劑成品率低、廢舊催化劑難以回收的難題。本發(fā)明人通過大量創(chuàng)造性勞動，提供一種高機械強度、高催化活性，且低SO2氧化率的板式結(jié)構(gòu)化明5/1102基煙氣脫硝催化劑的制備方法、所制備的催化劑及其在脫除煙氣中的氮氧化物中的應(yīng)用。本發(fā)明的板式結(jié)構(gòu)化V2O5ZtiO2基煙氣脫硝催化劑克服了蜂窩狀結(jié)構(gòu)化催化劑成品率低的問題，同時容易回收廢舊催化劑。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟(1)將二氧化鈦粉與含有偏鎢酸銨的草酸溶液混合，攪拌均勻后干燥、焙燒，制得含有WO3的二氧化鈦粉體，其中WO3的含量為所述含有WO3的二氧化鈦粉體6 17質(zhì)量％ ；(2)按100 10 15 4 8 4 8 2 4的質(zhì)量比將上述步驟(1)制得的含有WO3的二氧化鈦粉體、無機粘結(jié)劑、增塑劑或有機粘結(jié)劑、玻璃纖維、田菁粉混合，攪拌均勻并且研磨至粒徑為標(biāo)準(zhǔn)篩100目以下，獲得固體混合粉料；(3)將含有偏釩酸銨的草酸溶液和硝酸鈰水溶液依次加入到步驟(2)所制得的固體混合粉料中，攪拌均勻后加入氨水調(diào)節(jié)其PH值為9 10，繼續(xù)攪拌均勻后制得泥料，然后將該泥料密封后于25 50°C下陳化5 10天；(4)將不銹鋼網(wǎng)于稀硫酸溶液中超聲洗滌并且干燥，然后將步驟(3)中陳化后所獲得的泥料均勻涂覆在該不銹鋼網(wǎng)上，并用模具成型制得生催化劑；(5)將成型后的生催化劑干燥并且焙燒，制得所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供一種由上述方法制備的板式結(jié)構(gòu)化V2O5/ TiO2基煙氣脫硝催化劑，該板式結(jié)構(gòu)化V2O5ZtiO2基煙氣脫硝催化劑的機械強度高、催化活性高且SO2氧化率低(小于1%)。根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明的板式結(jié)構(gòu)化％05/1102基煙氣脫硝催化劑用于脫除燃煤/燃油/燃?xì)忮仩t、硝酸工業(yè)等中的氮氧化物的應(yīng)用。與現(xiàn)有的板式V205/Ti02基煙氣脫硝催化劑的制備方法相比，本發(fā)明方法將WO3先載入TiO2粉上，更好地發(fā)揮了 WO3抑制SO2氧化的作用，由此本發(fā)明的催化劑的SO2氧化率極低(甚至小于0. 1%)；另外，本發(fā)明方法除了使用有機粘結(jié)劑(或低溫粘結(jié)劑)外，同時加入了無機粘結(jié)劑(或高溫粘結(jié)劑)和玻璃纖維，后兩者不會像有機粘結(jié)劑在后續(xù)焙燒過程中被焙燒掉，而是得以保留，從而提高了本發(fā)明的催化劑的機械強度；最后，本發(fā)明采用溶液法使V2O5充分分散在TiO2載體上，從而使本發(fā)明催化劑的V2O5催化活性高。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種制備板式結(jié)構(gòu)化V205/Ti02基煙氣脫硝催化劑的方法，該方法主要包括以下五個步驟，以下對此五個步驟具體描述如下。(1)制備含有WO3的二氧化鈦粉體將二氧化鈦粉與含有偏鎢酸銨的草酸溶液混合，攪拌均勻后干燥、焙燒，制得含有 WO3的二氧化鈦粉體，其中WO3的含量為所述含有WO3的二氧化鈦粉體6 17質(zhì)量％。在該步驟中，與含有偏鎢酸銨的草酸溶液混合的二氧化鈦粉的顆粒大小沒有限制，只要不影響二氧化鈦粉與WO3的充分混合。但是，為了使TiA粉與WO3或催化劑的其它成分充分混合， 優(yōu)選使用顆粒度為Inm 100 μ m,進(jìn)一步優(yōu)選為2nm 20 μ m，優(yōu)選為2nm 20 μ m，最優(yōu)選為2nm IOOm的TW2粉。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述TW2粉優(yōu)選為納米級銳鈦礦型TiO2，其比表面積不低于50m2/g。此外，為了充分發(fā)揮WO3抑制煙氣中的SA氧化的作用，并考慮到催化劑成本，優(yōu)選步驟(1)中所制得的二氧化鈦粉體含有6 15質(zhì)量％的WO3，更優(yōu)選含有8 15質(zhì)量％的 WO3，最優(yōu)選含有9 14質(zhì)量％的WO3。(2)制備固體混合粉料按照100 10 15 4 8 4 8 2 4的質(zhì)量比將上述步驟(1)制得的含有WO3W二氧化鈦粉體、無機粘結(jié)劑、增塑劑或有機粘結(jié)劑、玻璃纖維、田菁粉混合，攪拌均勻并且研磨至粒徑為100目以下，獲得固體混合粉料。在該步驟中，所述無機粘結(jié)劑也被稱為高溫粘結(jié)劑，其在生催化劑的焙燒過程中不會像有機粘結(jié)劑被燒掉，而得以保留，從而增加了本發(fā)明催化劑的機械強度。該步驟的無機粘結(jié)劑并沒有具體限定，只要經(jīng)過上述焙燒過程后能夠增加催化劑的機械強度的無機粘結(jié)劑。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述無機粘結(jié)劑優(yōu)選為膨潤土、高嶺土、硅藻土、酸洗白土或它們的混合物。此外，所述增塑劑或有機粘結(jié)劑也被稱為低溫粘結(jié)劑，其主要增加所述固體混合粉料的可塑性，其可以是任何類型的增塑劑，只要它能夠提高固體混合粉料的可塑性，并且在生催化劑的焙燒過程被燒掉即可。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述增塑劑或有機粘結(jié)劑是羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素中的一種或它們的混合物。所述玻璃纖維亦可提高催化劑的機械強度，它可以是任何玻璃纖維，優(yōu)選主要成分為SiA或Al2O3或者SiA和Al2O3的玻璃纖維，進(jìn)一步優(yōu)選SiA玻璃纖維。田菁粉既是增塑劑，又有利于脫模，在本發(fā)明方法中其有利于本發(fā)明的催化劑成型。田菁粉的主要成分為半乳甘露聚糖，而其它雜質(zhì)對本發(fā)明的催化劑制備沒有實質(zhì)性影響，因此，本發(fā)明的方法也可以使用半乳甘露聚糖替代田菁粉。(3)制備陳化的泥料將含有偏釩酸銨的草酸溶液和硝酸鈰水溶液依次加入到步驟( 所制得的固體混合粉料中，攪拌均勻后加入氨水調(diào)節(jié)其PH值為9 10，繼續(xù)攪拌均勻后制得泥料，然后將該泥料密封后于25 50°C下陳化5 10天。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，偏釩酸銨溶液中的V2O5與含有WO3的二氧化鈦粉的質(zhì)量比為0.1 10 100，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5 4 100，甚至優(yōu)選為0.8 3 100 ；硝酸鈰溶液中CeO2量與含有WO3的二氧化鈦粉的質(zhì)量比為0.1 10 100，進(jìn)一步優(yōu)選為 0. 5 8 100，甚至優(yōu)選為0. 5 2 100。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，優(yōu)選陳化后的泥料的濕含量為20 70%，進(jìn)一步優(yōu)選為30 60%，甚至優(yōu)選為30 40%。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述陳化后的泥料的可塑性為0. 2 0. 7，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 3 0. 6，甚至更優(yōu)選為0. 4 0. 5。(4)制備生催化劑將不銹鋼網(wǎng)于稀硫酸溶液中超聲洗滌并且干燥，然后將步驟(3)所制得的泥料均勻涂覆在該不銹鋼網(wǎng)上，制得生催化劑。在此步驟中，優(yōu)選用濃度為1-10%的稀硫酸進(jìn)行超聲洗滌，進(jìn)一步優(yōu)選用濃度為2-6%的稀硫酸進(jìn)行洗滌，優(yōu)選此后用去離子水洗滌。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，優(yōu)選通過刮涂將步驟(3)所制得的泥料均勻涂覆在該不銹鋼網(wǎng)上，然后采用輥壓設(shè)備輥壓，之后在60°C下恒濕干燥至濕含量為10 15%，最后用帶有模具的沖壓設(shè)備沖壓成型，制得生催化劑。優(yōu)選將該催化劑沖壓成型為帶有波紋的板形狀。(5)焙燒生催化劑將成型后的生催化劑干燥并且焙燒，制得所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑。在此步驟中，為了使泥料與不銹鋼網(wǎng)結(jié)合更牢固，優(yōu)選采用兩步干燥法干燥所述生催化劑。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，將成型后的生催化劑以1 ；TC/分鐘的升溫速率升溫至60°C，干燥5 10小時，再以1 3°C /分鐘的升溫速率升溫至110°C，干燥5 10 小時，最后于400 50(TC下焙燒3 8小時制得所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑。通過上述本發(fā)明方法，制備了一種板式結(jié)構(gòu)化V205/Ti02基煙氣脫硝催化劑，該板式結(jié)構(gòu)化V2O5ZtiO2基煙氣脫硝催化劑的機械強度高、催化活性高且SO2氧化率低，通常SO2 氧化率小于1%，甚至可以小至0. 1%。由于本發(fā)明方法所制備的板式結(jié)構(gòu)化V205/Ti02基煙氣脫硝催化劑具有優(yōu)異的機械強度和催化活性以及其它有關(guān)性能，本發(fā)明的板式V205/Ti02基煙氣脫硝催化劑用于脫除燃煤/燃油/燃?xì)忮仩t、硝酸工業(yè)中的氮氧化物的應(yīng)用。與現(xiàn)有的板式V205/Ti02基煙氣脫硝催化劑的制備方法相比，本發(fā)明將WO3先載入 TiO2粉上，使得WO3與TiO2充分相互作用，更好地發(fā)揮了 WO3抑制SO2氧化的作用，由此本發(fā)明催化劑的SO2氧化率極低；另外，本發(fā)明中除了使用有機粘結(jié)劑(或低溫粘結(jié)劑)外，同時加入了無機粘結(jié)劑(無機粘結(jié)劑)和玻璃纖維，兩者在焙燒過程得以保留，不會像有機粘結(jié)劑會煅燒掉，從而提高了本發(fā)明的催化劑的強度；其次，泥料中加入氨水后陳化，該過程使得TiO2凝膠化，進(jìn)一步提高了催化劑的強度；再次，本發(fā)明方法采用慢速升溫、兩段干燥的方法，防止催化劑表面開裂或催化劑從不銹鋼網(wǎng)上脫落；最后，本發(fā)明采用高比表面積的納米銳鈦礦型TiO2為載體，使得活性組分V2O5的分散性好，因此，本發(fā)明催化劑的催化活性尚O下面通過實施例進(jìn)一步對本發(fā)明進(jìn)行示例性描述，但并不是以任意方式限制本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍。實施例1稱取88g納米銳鈦礦型TiO2 (顆粒平均粒度為10納米)，加入125mL偏鎢酸銨溶液(其中WO3量為12g)，攪拌均勻后于110°C下干燥5小時，320°C焙燒2小時制得含WO3的二氧化鈦粉體。稱取50g以上所制備的含WO3的二氧化鈦粉體、5g膨潤土、2g羥丙基甲基纖維素(HPMC)、2g玻璃纖維、Ig田菁粉，將其混合攪拌后研磨至標(biāo)準(zhǔn)篩100目以下，得到固體混合粉料。向該固體混合粉料中加入15mL偏釩酸銨溶液(其中V2O5量為1. 2g)和IOmL硝酸鈰溶液(其中CeO2量為0. 9g)，攪拌均勻后加入氨水，調(diào)節(jié)其pH值為9，繼續(xù)攪拌均勻后制得泥料。將該泥料密封后于30°C下陳化10天，之后均勻刮涂至用稀硫酸(濃度為5% ) 超聲洗滌的不銹鋼網(wǎng)上，輥壓后于60°C下恒濕干燥至濕含量為10%，然后室溫下用帶有模具的沖壓設(shè)備沖壓成型為板形，最后以1. 5°C /min的速率升溫至60C，并干燥6小時，再以 3°C /min的速率升溫至110°C，并且干燥5小時，于420°C下焙燒5小時制得所述催化劑。
通過超聲振蕩G0KHz，240W) 15分鐘后檢測催化劑的脫落量(即脫落的催化劑相對于原催化劑的質(zhì)量比)，表征催化劑的機械強度。另外，將該催化劑置于反應(yīng)溫度為 400°C，空速為 δΟΟΟΙΓ1，組成為 1650ppm S02、500ppmN0、5. 4% O2,3. 5% H2O 且 ΝΗ3/Ν0 比為 0. 9的煙氣流中，檢測穩(wěn)態(tài)NO脫除率和氧化率。具體測試結(jié)果參見下表1。實施例2稱取88g納米銳鈦礦型TiO2 (顆粒平均粒度為10納米)，加入125mL偏鎢酸銨溶液(其中WO3量為8g)，攪拌均勻后于110°C干燥5小時，320°C焙燒2小時制得含WO3的二氧化鈦粉。此后催化劑的制備工藝和性能測試評價同實施例1。具體測試結(jié)果參見下表1。實施例3含WO3的二氧化鈦粉制備同實施例1。稱取50g以上所制備的含WO3的二氧化鈦粉體、7. 5g膨潤土、2gHPMC、2g玻璃纖維、2g田菁粉，混合攪拌后研磨至標(biāo)準(zhǔn)篩100目以下，得到固體混合粉料。向該固體混合粉料中加入17mL偏釩酸銨溶液(其中V2O5量為1. 2g)和 IOmL硝酸鈰溶液(其中Ce02量為0. 9g)，攪拌均勻后加入氨水，調(diào)節(jié)其pH值為10，繼續(xù)攪拌均勻后制得泥料。將該泥料密封后于30°C下陳化8天，之后均勻刮涂至用稀硫酸(濃度為5% )超聲洗滌的不銹鋼網(wǎng)上，輥壓后于60°C恒濕干燥至濕含量為12%，然后室溫下沖壓成型，最后于3°C /min的升溫速率升至60°C干燥6小時，再以3°C /min的升溫速率升至 110°C干燥5小時，于450C焙燒5小時制得催化劑。通過超聲振蕩(40KHz，M0W) 15分鐘后檢測催化劑的脫落量，表征催化劑的機械強度。另外，將該催化劑置于反應(yīng)溫度為400°C，空速為δΟΟΟΙΓ1，組成為1650ppm S02、500ppm NO,5. 4% O2,3. 5% H2O且ΝΗ3/Ν0比為0. 9的煙氣流中，檢測穩(wěn)態(tài)NO脫除率和氧化率。 具體測試結(jié)果參見下表1。實施例4含WO3的二氧化鈦粉制備同實施例1。稱取50g以上所制備的含WO3的二氧化鈦粉、7. 5g膨潤土、4gHPMC、2g玻璃纖維、2g田菁粉，混合攪拌后研磨至標(biāo)準(zhǔn)篩100目以下，得到固體混合粉料。向該固體混合粉料中加入17mL偏釩酸銨溶液(其中V2O5量為1. 2g)和 IOmL硝酸鈰溶液(其中( 量為0. 5g)，攪拌均勻后加入氨水，調(diào)節(jié)其pH值為9，繼續(xù)攪拌均勻后制得泥料。將該泥料密封后于50°C陳化5天，之后均勻刮涂至用稀硫酸超聲洗滌后的不銹鋼網(wǎng)上，輥壓后于60°C恒濕干燥至濕含量為12%，然后室溫下沖壓成型，制得生催化劑。最后于3°C /min的速率升溫至60°C，并且干燥6小時，再以3°C /min的速率升溫至 IlO0C,并且干燥5小時，于500°C焙燒3小時制得所述催化劑。通過超聲振蕩(40KHz，M0W) 15分鐘后檢測催化劑的脫落量，表征催化劑的機械強度。另外，將該催化劑置于反應(yīng)溫度為400°C，空速為δΟΟΟΙΓ1，組成為1650ppm S02、500ppm NO,5. 4% O2,3. 5% H2O且ΝΗ3/Ν0比為0. 9的煙氣流中，檢測穩(wěn)態(tài)NO脫除率和氧化率。 具體測試結(jié)果參見下表1。比較例1制備與上述實施例相同的板式結(jié)構(gòu)KV205/Ti02基煙氣脫硝催化劑，除了不加入無機粘結(jié)劑或高溫粘結(jié)劑和玻璃纖維以外。通過超聲振蕩(40KHz，M0W) 15分鐘后檢測催化劑的脫落量，表征催化劑的機械強度。另外，將該催化劑置于反應(yīng)溫度為400°C，空速為δΟΟΟΙΓ1，組成為1650ppm S02、500ppmNO,5. 4% O2,3. 5% H2O且NH3/NO比為0. 9的煙氣流中，檢測穩(wěn)態(tài)NO脫除率和SO2氧化率。 具體測試結(jié)果參見以下表1。比較例2稱取44g納米銳鈦礦型TiO2 (顆粒平均粒度為10納米)、5g膨潤土、2g羥丙基甲基纖維素(HPMC)、2g玻璃纖維、Ig田菁粉，將其混合攪拌后研磨至標(biāo)準(zhǔn)篩100目以下，得到固體混合粉料。向該固體混合粉料中加入62. 5mL的偏鎢酸銨溶液(其中WO3量為6g)、15mL 偏釩酸銨溶液(其中V2O5量為1. 2g)和IOmL硝酸鈰溶液(其中CeO2量為0. 9g)，攪拌均勻后加入氨水，調(diào)節(jié)其PH值為9，繼續(xù)攪拌均勻后制得泥料，之后均勻刮涂至用稀硫酸(濃度為5超聲洗滌的不銹鋼網(wǎng)上，輥壓后于60°C下恒濕干燥至濕含量為10%，然后室溫下用帶有模具的沖壓設(shè)備沖壓成型為板形，最后在110°C干燥6小時，再于420°C下焙燒5小時制得所述催化劑。通過超聲振蕩(40KHz，240W) 15分鐘后檢測催化劑的脫落量，表征催化劑的機械強度。另外，將該催化劑置于反應(yīng)溫度為400°C，空速為δΟΟΟΙΓ1，組成為1650ppm S02、500ppm NO,5. 4% O2,3. 5% H2O且ΝΗ3/Ν0比為0. 9的煙氣流中，檢測穩(wěn)態(tài)NO脫除率和SO2氧化率。 具體測試參見以下表1。表.權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟(1)將二氧化鈦粉與含有偏鎢酸銨的草酸溶液混合，攪拌均勻后干燥、焙燒，制得含有 WO3的二氧化鈦粉體，其中WO3的含量為所述含有WO3的二氧化鈦粉體的6 17質(zhì)量％ ；(2)按100 10 15 4 8 4 8 2 4的質(zhì)量比將上述步驟(1)制得的含有TO3的二氧化鈦粉體、無機粘結(jié)劑、增塑劑或有機粘結(jié)劑、玻璃纖維、田菁粉混合，攪拌均勻并且研磨至粒徑為100目以下，獲得固體混合粉料；(3)將含有偏釩酸銨的草酸溶液和硝酸鈰水溶液依次加入到步驟(2)所制得的固體混合粉料中，攪拌均勻后加入氨水調(diào)節(jié)其PH值為9 10，繼續(xù)攪拌均勻后制得泥料，然后將該泥料密封后于25 50°C下陳化5 10天；(4)將不銹鋼網(wǎng)于稀硫酸溶液中超聲洗滌并且干燥，然后將步驟(3)中陳化后獲得的泥料均勻涂覆在該不銹鋼網(wǎng)上，并用模具成型制得生催化劑；(5)將成型后的生催化劑干燥并且焙燒，制得板式結(jié)構(gòu)化V205/Ti02基煙氣脫硝催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法，其中，通過刮涂將步驟 (3)中陳化后獲得的泥料均勻涂覆在該不銹鋼網(wǎng)上，并且采用輥壓設(shè)備輥壓，之后在60°C 下恒濕干燥至濕含量為10 15%，最后用帶有模具的沖壓設(shè)備沖壓成型，制得所述生催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法，其中，將成型后的生催化劑以1 ;TC /分鐘的速率升溫至60°C，干燥5 10小時，再以1 ；TC /分鐘的速率升溫至110°C，干燥5 10小時，最后于400 500°C下焙燒3 8小時制得所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法，其中，偏釩酸銨溶液中 V2O5與含有WO3的二氧化鈦粉的質(zhì)量比為0. 5 4 100，硝酸鈰溶液中CeO2與含有WO3的二氧化鈦粉的質(zhì)量比為0.5 2 100。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法，其中與含有偏鎢酸銨的草酸溶液混合的二氧化鈦粉是納米級銳鈦礦型TiO2，其比表面積不低于50m2/g。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法，其中所述無機粘結(jié)劑是膨潤土、高嶺土、硅藻土、酸洗白土或它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法，其中所述增塑劑或有機粘結(jié)劑是羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素或它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法，其中陳化后的泥料的濕含量為30 40%，可塑性為0. 4 0. 5。
9.一種結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑，其由權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法制備。
10.權(quán)利要求9所述的煙氣脫硝催化劑用于脫除燃煤/燃油/燃?xì)忮仩t、硝酸工業(yè)中的氮氧化物的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)化煙氣脫硝催化劑的制備方法、所制備的催化劑及其應(yīng)用。本發(fā)明方法通過將TiO2粉與含有偏鎢酸銨的草酸溶液預(yù)混合制備含有WO3的二氧化鈦粉體；然后將所制備的二氧化鈦粉體、無機粘結(jié)劑、增塑劑、玻璃纖維、田菁粉按特定的質(zhì)量比混合，再加入偏釩酸銨的草酸溶液和硝酸鈰水溶液混合，加入氨水調(diào)節(jié)pH值為9～10，并且陳化5～10天；然后將陳化后的泥料涂覆于不銹鋼網(wǎng)上，輥壓后成型，最后干燥和焙燒制得板式結(jié)構(gòu)化V2O5/TiO2基脫硝催化劑。該板式結(jié)構(gòu)化V2O5/TiO2基脫硝催化劑的機械強度高、催化活性高且SO2氧化率低，因此可以廣泛用于諸如脫除燃煤/燃油/燃?xì)忮仩t、硝酸工業(yè)中的氮氧化物。
文檔編號B01J23/22GK102166514SQ201010115268
公開日2011年8月31日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者劉振宇, 劉清雅, 張春艷, 楊秀杰, 王文選, 閔健, 高原 申請人:中國大唐集團科技工程有限公司