一種抗硫膜式低溫脫硝催化劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及的是一種抗硫膜式低溫脫硝催化劑及其制備方法，該催化劑以蜂窩陶瓷等為載體，(Mn-Ce-Ox)復(fù)合氧化物為活性組分，(Ni-Co-Cu-Sb-Nb-Ox)復(fù)合氧化物為催化助劑，表層覆有一層防腐、耐磨、憎水透氣的抗硫功能薄膜，該抗硫功能薄膜可有效隔離硫酸氫銨等物質(zhì)與催化劑活性位接觸，減緩毒物在催化劑表面沉積，防止煙氣中粉塵對(duì)催化劑的沖擊，有效解決了低溫SCR催化劑易中毒的問(wèn)題，延長(zhǎng)了低溫催化劑的使用壽命，催化劑在溫度區(qū)間140-200℃內(nèi)，脫硝率達(dá)到90％以上。本發(fā)明對(duì)低溫SCR脫硝催化劑的工業(yè)化應(yīng)用及SCR脫硝技術(shù)在我國(guó)的推廣具都有重要意義。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種抗硫膜式低溫脫硝催化劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種抗硫膜式低溫脫硝催化劑及其制備方法，屬于環(huán)保催化材料和大氣污染治理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物(NOx)是大氣的主要污染物之一，它能引起酸雨、光化學(xué)煙霧、地表水富營(yíng)養(yǎng)化等一系列嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境和危害人類(lèi)健康的問(wèn)題。國(guó)家“十二五”規(guī)劃已明確將NOxS量的控制納入環(huán)境治理重點(diǎn)。選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduct1n,SCR)因其脫硝效率高、技術(shù)成熟可靠、無(wú)副產(chǎn)物已成為NOx減排的重點(diǎn)推薦技術(shù)。
[0003]目前商用的催化劑常用的工作溫度為310?410°C。而對(duì)于大多數(shù)沒(méi)有預(yù)留SCR脫硝系統(tǒng)空間的已建鍋爐和排煙溫度低于310°C工業(yè)鍋爐，商用催化劑難以滿足該類(lèi)工業(yè)鍋爐的脫硝需求，需采用低溫SCR脫硝催化劑。采用低溫NH3-SCR技術(shù)便于和現(xiàn)有的鍋爐系統(tǒng)相匹配，具有高效低成本、易于推廣的優(yōu)勢(shì)，是最為經(jīng)濟(jì)的選擇。因此，研發(fā)與之相匹配的低溫高效、性能穩(wěn)定的SCR催化劑成為該NOx控制技術(shù)研究發(fā)展的關(guān)鍵。
[0004]目前國(guó)內(nèi)關(guān)于低溫?zé)煔饷撓醮呋瘎┘捌渲苽涞膶?zhuān)利中，專(zhuān)利(CN1724149)將錳氧化物涂敷在T12上并添加適量的助催化劑，低溫下有較好的活性。專(zhuān)利(CN101069855A)與專(zhuān)利(CN101658787A)則都是將錳氧化物負(fù)載與分子篩及納米二氧化鈦上，也有較好的低溫活性。盡管眾多研究者對(duì)低溫SCR脫硝催化劑進(jìn)行了大量研究，但目前還沒(méi)有能工業(yè)化應(yīng)用的低溫SCR脫硝催化劑，主要原因是無(wú)法解決低溫SCR催化劑的硫中毒及使用壽命等問(wèn)題，這也成為低溫SCR脫硝催化劑發(fā)展的瓶頸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有的低溫SCR催化劑的易硫中毒及使用壽命等問(wèn)題等問(wèn)題提供的一種抗硫膜式低溫脫硝催化劑。本發(fā)明的另一目的是提供上述催化劑的制備方法；該催化劑在溫度區(qū)間140-200°C內(nèi)，脫硝率> 90%，具有優(yōu)良的耐磨及抗中毒性能，該催化劑表層具有一層防腐、耐磨、憎水透氣的抗硫功能薄膜，該薄膜可有效減緩硫酸氫銨等物質(zhì)在催化劑表面沉積，防止煙氣中粉塵對(duì)催化劑的沖擊，從而解決了低溫SCR催化劑易中毒的問(wèn)題，延長(zhǎng)了低溫催化劑的使用壽命。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種抗硫膜式低溫脫硝催化劑，其特征在于催化劑由低溫催化劑基體與表層的防腐、耐磨、憎水透氣的抗硫功能薄膜組成，以低溫催化劑基體為基準(zhǔn)，抗硫功能薄膜的質(zhì)量為低溫催化劑基體質(zhì)量的0.3-2% ;其中所述的低溫催化劑基體以(Mn-Ce-Ox)復(fù)合氧化物為活性組分，Mn/Ce元素摩爾比為1: (0.1-1);以(N1-Co-Cu-Sb-Nb-Ox)復(fù)合氧化物為催化助劑，Ni/Co/Cu/Sb/Nb元素摩爾比為1: (0.1-1):(
0.1-1): (0.1-0.5): (0.1-0.5)，以蜂窩陶瓷、分子篩、活性碳纖維或Y-Al2O3中的一種為載體，其中以載體為基準(zhǔn)，活性組分的含量為載體質(zhì)量的8% _15%，催化助劑的含量為載體質(zhì)量的1% -3%;所述的抗硫功能薄膜由低溫催化劑基體浸潰薄膜原液后，通過(guò)加熱成型而成膜；其中薄膜原液組分及各組分占薄膜原液質(zhì)量的百分比分別為:
[0007]
功能助劑0.5-5%
穩(wěn)定劑0.5-2%
造孔劑0.5-5%
成膜劑88-98.5%。
[0008]優(yōu)選所述的成膜劑為濃度為1-6%的PTFE乳液；功能助劑為甲基硅醇鈉；穩(wěn)定劑為羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素(HPMC)和聚乙烯醇(PVA)中的一種或多種；造孔劑為乙醇或聚乙二醇400中的一種。
[0009]本發(fā)明還提供了上述的抗硫膜式低溫脫硝催化劑的制備方法，其具體步驟如下:
[0010](I).薄膜原液的制備
[0011]①按配比稱(chēng)取成膜劑、功能助劑、穩(wěn)定劑、造孔劑；
[0012]②將稱(chēng)好的溶液混合并進(jìn)行恒溫?cái)嚢瑁渲瞥杀∧ぴ?；其中攪拌速度?00-3000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為2-30分鐘，溫度為25-60°C ；
[0013](2).低溫SCR催化劑基體的制備
[0014]①將待用載體浸潰到酸溶液中，置于電爐上加熱并持續(xù)沸騰5_15min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至中性，放入60-80°C烘箱中干燥24-48h待用；
[0015]②按照催化活性組分的質(zhì)量為載體質(zhì)量的8% _15%，催化助劑為載體質(zhì)量的1% _3%，其中，Mn/Ce元素摩爾比為1: (0.1-1)，催化助劑Ni/Co/Cu/Sb/Nb元素摩爾比為I: (0.1-1): (0.1-1): (0.1-0.5): (0.1-0.5)，分別稱(chēng)取稱(chēng)取鈰鹽、錳鹽、鎳鹽、鈷鹽、銅鹽、銻鹽和鈮鹽，將其溶解于去離子水中，用磁力攪拌器攪拌2-10min，使之完全溶解；
[0016]③采用等量浸潰法，將步驟①得到的載體浸潰于步驟②得到的溶液中，靜置15-20min，于60-80°C下干燥2-10h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為350-800°C，焙燒時(shí)間2-10h，自然冷卻后即可得到低溫催化劑基體；
[0017](3)抗硫膜式低溫脫硝催化劑的制備
[0018]將步驟⑵得到的低溫催化劑基體浸潰到步驟⑴得到的薄膜原液中，靜置2-10min，除去催化劑表面多余的薄膜原液，然后將涂敷有薄膜原液的催化劑進(jìn)行焙燒，焙燒溫度150-350°C，焙燒時(shí)間3-10min，焙燒結(jié)束后迅速冷卻，即得到抗硫膜式低溫脫硝催化劑；控制抗硫功能薄膜質(zhì)量為低溫催化劑基體質(zhì)量的0.3-2%。
[0019]優(yōu)選步驟(2)中所述的錳鹽為硝酸錳、醋酸錳；鈰鹽為硝酸鈰、硫酸鈰；鎳鹽為硝酸鎳、醋酸鎳、硫酸鎳；鈷鹽為硝酸鈷、醋酸鈷；銅鹽為硝酸銅、硫酸銅；銻鹽為醋酸銻；鈮鹽為草酸鈮。
[0020]優(yōu)選步驟(2)①中的酸溶液為HNO3或HCl溶液；溶液的質(zhì)量百分含量為10-20%。
[0021]有益效果:
[0022](I)本發(fā)提供一種抗硫膜式低溫脫硝催化劑表層具有一層防腐、耐磨、憎水透氣的抗硫功能薄膜，該抗硫功能薄膜可有效有效隔離硫酸氫銨等物質(zhì)與催化劑活性位接觸，減緩毒物在催化劑表面的沉積，防止煙氣中粉塵對(duì)催化劑的沖擊，有效解決了低溫SCR催化劑易中毒的問(wèn)題，延長(zhǎng)了低溫催化劑的使用壽命。
[0023](2)采用提供的低溫SCR脫硝催化劑在溫度區(qū)間140-200°C內(nèi)，脫硝率達(dá)到90%以上。
[0024](3)本發(fā)明提供的催化劑制備方法簡(jiǎn)單，原料廉價(jià)易得且對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，具有很大的工業(yè)應(yīng)用前景。
[0025](4)本發(fā)明對(duì)低溫SCR脫硝催化劑的工業(yè)化應(yīng)用及SCR脫硝技術(shù)在我國(guó)的推廣具都有重要意義。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是實(shí)施例1制得的抗硫膜式低溫脫硝催化劑3000倍掃描電鏡圖片；
[0027]圖2是實(shí)施例1制得的抗硫膜式低溫脫硝催化劑NO脫除效率隨溫度變化曲線；
[0028]圖3是實(shí)施例1制得的抗硫膜式低溫脫硝催化劑與Mn-Ce低溫脫硝催化劑抗SO2中毒試驗(yàn)對(duì)比。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面的具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
[0030]實(shí)施例1
[0031]1、薄膜原液的制備
[0032]稱(chēng)量穩(wěn)定劑羥乙基纖維素(HEC)1.5g(1.5% )，功能助劑甲基硅醇鈉3g(3% )，PTEF乳液，造孔劑聚乙二醇(400) 3g(3% ),成膜劑3%的PTFE乳液92.5g(92.5% )。然后將其混合并進(jìn)行恒溫?cái)嚢瑁瑪嚢杷俣葹?000轉(zhuǎn)/分，機(jī)械攪拌15分鐘，溫度為30°C。制成薄膜原液。
[0033]2、低溫催化劑基體的制備
[0034]原料計(jì)算:稱(chēng)取載體蜂窩陶瓷質(zhì)量，根據(jù)催化劑活性組分錳鈰復(fù)合氧化物占載體量的8%,Mn/Ce的元素摩爾比為1:0.2 ;催化助劑為載體質(zhì)量的2%,Ni/Co/Cu/Sb/Nb元素摩爾比為1:0.5:0.75:0.25:0.3，分別計(jì)算出活性組分前驅(qū)體硝酸錳、硝酸鈰與催化助劑前驅(qū)體醋酸鎳、硝酸鈷、硝酸銅、醋酸銻和草酸鈮的添加量。
[0035](I)將待用載體蜂窩陶瓷浸潰到質(zhì)量百分含量為10%的HNO3溶液中，置于電爐上加熱并持續(xù)沸騰lOmin，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至PH = 7，放入80°C烘箱中干燥24h待用。
[0036](2)將稱(chēng)取好的活性組分前驅(qū)體與催化助劑前驅(qū)體溶解于去離子水中，用磁力攪拌器攪拌5min,使之完全溶解。
[0037](3)采用等量浸潰法，將步驟⑴得到的載體浸潰于步驟(2)得到的溶液中，靜置15min，于60°C下干燥5h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為650°C，焙燒時(shí)間3h，自然冷卻后即可得到低溫催化劑基體。
[0038]3、抗硫膜式低溫脫硝催化劑的制備
[0039]將步驟2得到的低溫催化劑基體浸潰到步驟I得到的薄膜原液中，靜置5min，除去催化劑表面多余的薄膜原液，然后將涂敷有薄膜原液的催化劑進(jìn)行焙燒，焙燒溫度350°C，焙燒時(shí)間5min，焙燒結(jié)束后迅速冷卻，即可得到低溫覆膜SCR脫硝催化劑。其中，抗硫功能薄膜占低溫催化劑基體的I%。
[0040]從附圖1可以看出，抗硫膜式低溫脫硝催化劑表面具有一層均勻的多孔功能薄膜。
[0041]催化劑活性測(cè)試方法:實(shí)驗(yàn)裝置由配氣系統(tǒng)、流量控制(質(zhì)量流量計(jì))、氣體混合器、氣體預(yù)熱器、催化反應(yīng)器和煙氣分析系統(tǒng)構(gòu)成。檢測(cè)塊尺寸為30 X 30 X 120mm，檢測(cè)塊放入固定管式反應(yīng)器。模擬煙道氣組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6% )以及載氣N2組成，混合氣體總流量833L/h，空速為δΟΟΟΙΓ1，ΝΗ3/Ν0 = I反應(yīng)溫度80°C、110°C、140°C、170°C、20(TC、23(rC。各氣體流量由質(zhì)量流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制。氣體進(jìn)入反應(yīng)器之前先通過(guò)氣體混合器混合再經(jīng)過(guò)預(yù)熱器預(yù)熱。進(jìn)氣口與出氣口的NO濃度由KM9106 (Kane)煙氣分析儀測(cè)定。為了消除表面吸附的影響，系統(tǒng)在通氣運(yùn)行穩(wěn)定20?30分鐘開(kāi)始采集測(cè)試。
[0042]催化劑的催化活性由NO的脫硝活性反映，NO的脫硝活性由下式計(jì)算:
[0043]脫硝活性=[(C0-C)/C0] X 100%
[0044]式中，C。為NO初始濃度，C為處理后氣體中NO濃度。
[0045]測(cè)得的活性結(jié)果如附圖2所示，200°C是NO脫除率可達(dá)93%。
[0046]催化劑抗H2O與SO2中毒性能測(cè)試方法:實(shí)驗(yàn)裝置由配氣系統(tǒng)、流量控制(質(zhì)量流量計(jì))、氣體混合器、氣體預(yù)熱器、催化反應(yīng)器和煙氣分析系統(tǒng)構(gòu)成。檢測(cè)塊尺寸為30X30X120mm，檢測(cè)塊放入固定管式反應(yīng)器。模擬煙道氣組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6% )、SO2 (300ppm)、水蒸氣(10% )以及載氣N2組成，混合氣體總流量833L/h，空速為 50001Γ1，ΝΗ3/Ν0 = I。
[0047]結(jié)果如附圖3所示，200 V通入含有300ppm的SO2與10 %水蒸氣的模擬煙氣。Mn-Ce低溫脫硝催化劑NO脫除率下降至30%左右，而抗硫膜式低溫脫硝催化劑NO脫除率均能長(zhǎng)時(shí)間保持在90%以上。
[0048]實(shí)施例2
[0049]1、薄膜原液的制備
[0050]稱(chēng)量穩(wěn)定劑羥丙基纖維素(HPMC)0.5g(0.5 % )，功能助劑甲基硅醇鈉
0.5g(0.5% ),造孔劑乙醇0.5g(0.5% ),成膜劑I %的PTFE乳液98.5g (98.5% )0然后將其混合并進(jìn)行恒溫?cái)嚢?，攪拌速度?00轉(zhuǎn)/分，機(jī)械攪拌30分鐘，溫度為60°C。制成薄膜原液。
[0051]2、低溫催化劑基體的制備
[0052]原料計(jì)算:稱(chēng)取載體分子篩質(zhì)量，根據(jù)催化劑活性組分錳鈰復(fù)合氧化物占載體量的15%，Mn/Ce的元素摩爾比為1:0.5 ;催化助劑為載體質(zhì)量的1%，Ni/Co/Cu/Sb/Nb元素摩爾比為1:0.1:0.1:0.1:0.1，分別計(jì)算出活性組分前驅(qū)體醋酸錳、硫酸鈰與催化助劑前驅(qū)體硝酸鎳、硝酸鈷、硝酸銅、醋酸銻和草酸鈮的添加量。
[0053](I)將待用載體分子篩浸潰到質(zhì)量百分含量為20%的HCl溶液中，置于電爐上加熱并持續(xù)沸騰5min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至PH = 7，放入60°C烘箱中干燥48h待用。
[0054](2)將稱(chēng)取好的活性組分前驅(qū)體與催化助劑前驅(qū)體溶解于去離子水中，用磁力攪拌器攪拌1min,使之完全溶解。
[0055](3)采用等量浸潰法，將步驟⑴得到的載體浸潰于步驟(2)得到的溶液中，靜置20min，于80°C下干燥2h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為800°C，焙燒時(shí)間2h，自然冷卻后即可得到低溫催化劑基體。
[0056]3、抗硫膜式低溫脫硝催化劑的制備
[0057]將步驟2得到的低溫催化劑基體浸潰到步驟I得到的薄膜原液中，靜置2min，除去催化劑表面多余的薄膜原液，然后將涂敷有薄膜原液的催化劑進(jìn)行焙燒，焙燒溫度150°C，焙燒時(shí)間lOmin，焙燒結(jié)束后迅速冷卻，即可得到低溫覆膜SCR脫硝催化劑。其中，抗硫功能薄膜占低溫催化劑基體的0.3%。
[0058]催化劑活性測(cè)試方法與抗H2O與SO2中毒性能測(cè)試方法如同實(shí)施例1。
[0059]測(cè)得的結(jié)果為:200°C是NO脫除率可達(dá)92%;200°C通入含有300ppm的502與10%水蒸氣的模擬煙氣其N(xiāo)O脫除率均能長(zhǎng)時(shí)間保持在80%以上。
[0060]實(shí)施例3
[0061]1、薄膜原液的制備
[0062]稱(chēng)量穩(wěn)定劑聚乙烯醇(PVA) 2g(2% )，功能助劑甲基硅醇鈉3g(3% )，造孔劑乙醇3g(3% )，成膜劑6%的PTFE乳液92g(92% )。然后將其混合并進(jìn)行恒溫?cái)嚢瑁瑪嚢杷俣葹?500轉(zhuǎn)/分，機(jī)械攪拌5分鐘，溫度為25°C。制成薄膜原液。
[0063]2、低溫催化劑基體的制備
[0064]原料計(jì)算:稱(chēng)取載體活性碳纖維質(zhì)量，根據(jù)催化劑活性組分錳鈰復(fù)合氧化物占載體量的9%,Mn/Ce的元素摩爾比為1:1 ;催化助劑為載體質(zhì)量的3%,Ni/Co/Cu/Sb/Nb元素摩爾比為1:1:1:0.5:0.5，分別計(jì)算出活性組分前驅(qū)體硝酸錳、硫酸鈰與催化助劑前驅(qū)體硝酸鎳、醋酸鈷、硫酸銅、醋酸銻和草酸鈮的添加量。
[0065](I)將待用載體活性碳纖維浸潰到質(zhì)量百分含量為15%的HNO3溶液中，置于電爐上加熱并持續(xù)沸騰lOmin，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至PH = 7，放入70°C烘箱中干燥30h待用。
[0066](2)將稱(chēng)取好的活性組分前驅(qū)體與催化助劑前驅(qū)體溶解于去離子水中，用磁力攪拌器攪拌2min,使之完全溶解。
[0067](3)采用過(guò)量浸潰法，將步驟⑴得到的載體浸潰于步驟⑵得到的溶液中，靜置15min，于60°C下干燥10h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為350°C，焙燒時(shí)間10h，自然冷卻后即可得到低溫催化劑基體。
[0068]3、抗硫膜式低溫脫硝催化劑的制備
[0069]將步驟2得到的低溫催化劑基體浸潰到步驟I得到的薄膜原液中，靜置lOmin，除去催化劑表面多余的薄膜原液，然后將涂敷有薄膜原液的催化劑進(jìn)行焙燒，焙燒溫度250°C，焙燒時(shí)間5min，焙燒結(jié)束后迅速冷卻，即可得到低溫覆膜SCR脫硝催化劑。其中，抗硫功能薄膜占低溫催化劑基體的2 %。
[0070]催化劑活性測(cè)試方法與抗H2O與SO2中毒性能測(cè)試方法如同實(shí)施例1。
[0071]測(cè)得的結(jié)果為:200°C是NO脫除率可達(dá)93.5% ;200°C通入含有300ppm的SO2與10%水蒸氣的模擬煙氣其N(xiāo)O脫除率均能長(zhǎng)時(shí)間保持在80%以上。
[0072]實(shí)施例4
[0073]1、薄膜原液的制備
[0074]稱(chēng)量穩(wěn)定劑聚乙烯醇(PVA) lg(l% )，功能助劑甲基硅醇鈉5g(5% )，造孔劑乙醇5g(5% ),成膜劑3%的PTFE乳液89g(89% )0然后將其混合并進(jìn)行恒溫?cái)嚢?，攪拌速度?000轉(zhuǎn)/分，機(jī)械攪拌2分鐘，溫度為40°C。制成薄膜原液。
[0075]2、低溫催化劑基體的制備
[0076]原料計(jì)算:稱(chēng)取載體Y-Al2O3質(zhì)量，根據(jù)催化劑活性組分錳鈰復(fù)合氧化物占載體量的12%, Mn/Ce的元素摩爾比為1:0.1 ;催化助劑為載體質(zhì)量的1%, Ni/Co/Cu/Sb/Nb元素摩爾比為1:0.5:1:0.3:0.5，分別計(jì)算出活性組分前驅(qū)體硝酸錳、硫酸鈰與催化助劑前驅(qū)體硝酸鎳、硝酸鈷、硝酸銅、醋酸銻和草酸鈮的添加量。
[0077](I)將待用載體Y-Al2O3浸潰到質(zhì)量百分含量為10%的HCl溶液中，置于電爐上加熱并持續(xù)沸騰15min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至PH = 7，放入60°C烘箱中干燥30h待用。
[0078](2)將稱(chēng)取好的活性組分前驅(qū)體與催化助劑前驅(qū)體溶解于去離子水中，用磁力攪拌器攪拌5min,,使之完全溶解。
[0079](3)采用過(guò)量浸潰法，將步驟⑴得到的載體浸潰于步驟(2)得到的溶液中，靜置17min，于70°C下干燥5h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為550°C，焙燒時(shí)間4h，自然冷卻后即可得到低溫催化劑基體。
[0080]3、抗硫膜式低溫脫硝催化劑的制備
[0081]將步驟2得到的低溫催化劑基體浸潰到步驟I得到的薄膜原液中，靜置2min，除去催化劑表面多余的薄膜原液，然后將涂敷有薄膜原液的催化劑進(jìn)行焙燒，焙燒溫度300°C，焙燒時(shí)間3min，焙燒結(jié)束后迅速冷卻，即可得到低溫覆膜SCR脫硝催化劑。其中，抗硫功能薄膜占低溫催化劑基體的1.2%。
[0082]催化劑活性測(cè)試方法與抗H2O與SO2中毒性能測(cè)試方法如同實(shí)施例1。
[0083]測(cè)得的結(jié)果為:200°C是NO脫除率可達(dá)94%;200°C通入含有300ppm的502與10%水蒸氣的模擬煙氣其N(xiāo)O脫除率均能長(zhǎng)時(shí)間保持在80%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種抗硫膜式低溫脫硝催化劑，其特征在于催化劑由低溫催化劑基體與表層的抗硫功能薄膜組成，以低溫催化劑基體為基準(zhǔn)，抗硫功能薄膜的質(zhì)量為低溫催化劑基體質(zhì)量的0.3-2% ;其中所述的低溫催化劑基體以(Mn-Ce-Ox)復(fù)合氧化物為活性組分，Mn/Ce元素摩爾比為1: (0.1-1);以(N1-Co-Cu-Sb-Nb-Ox)復(fù)合氧化物為催化助劑，Ni/Co/Cu/Sb/Nb元素摩爾比為1: (0.1-1): (0.1-1): (0.1-0.5): (0.1-0.5)，以蜂窩陶瓷、分子篩、活性碳纖維或Y -Al2O3中的一種為載體，其中以載體為基準(zhǔn)，活性組分的含量為載體質(zhì)量的8% -15%，催化助劑的含量為載體質(zhì)量的1% -3% ;所述的抗硫功能薄膜由低溫催化劑基體浸潰薄膜原液后，通過(guò)加熱成型而成膜；其中薄膜原液組分及各組分占薄膜原液質(zhì)量的百分比分別為:功能助劑0.5-5%穩(wěn)定劑0.5-2%造孔劑0.5-5%成膜劑88-98.5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗硫膜式低溫脫硝催化劑，其特征在于所述的成膜劑為濃度為1-6%的PTFE乳液；功能助劑為甲基硅醇鈉；穩(wěn)定劑為羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素(HPMC)和聚乙烯醇(PVA)中的一種或多種；造孔劑為乙醇或聚乙二醇400中的一種。
3.一種制備如權(quán)利要求1所述的抗硫膜式低溫脫硝催化劑的方法，其具體步驟如下: (1).薄膜原液的制備 ①按配比稱(chēng)取成膜劑、功能助劑、穩(wěn)定劑、造孔劑； ②將稱(chēng)好的溶液混合并進(jìn)行恒溫?cái)嚢?，配制成薄膜原液；其中攪拌速度?00-3000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為2-30分鐘，溫度為25-60°C ； (2).低溫SCR催化劑基體的制備 ①將待用載體浸潰到酸溶液中，置于電爐上加熱并持續(xù)沸騰5-15min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌，放入60-80°C烘箱中干燥24-48h待用； ②按照催化活性組分的質(zhì)量為載體質(zhì)量的8%-15%，催化助劑為載體質(zhì)量的1%-3%，其中，Mn/Ce元素摩爾比為1:(0.1-1)，催化助劑Ni/Co/Cu/Sb/Nb元素摩爾比為I: (0.1-1): (0.1-1): (0.1-0.5): (0.1-0.5)，分別稱(chēng)取稱(chēng)取鈰鹽、錳鹽、鎳鹽、鈷鹽、銅鹽、銻鹽和鈮鹽，將其溶解于去離子水中，用磁力攪拌器攪拌2-10min，使之完全溶解； ③采用等量浸潰法，將步驟①得到的載體浸潰于步驟②得到的溶液中，靜置15_20min，于60-80°C下干燥2-10h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為350-800°C，焙燒時(shí)間2-10h，自然冷卻后即可得到低溫催化劑基體； (3)抗硫膜式低溫脫硝催化劑的制備 將步驟⑵得到的低溫催化劑基體浸潰到步驟⑴得到的薄膜原液中，靜置2-10min，除去催化劑表面多余的薄膜原液，然后將涂敷有薄膜原液的催化劑進(jìn)行焙燒，焙燒溫度150-350°C，焙燒時(shí)間3-10min，焙燒結(jié)束后迅速冷卻，即得到抗硫膜式低溫脫硝催化劑；控制抗硫功能薄膜質(zhì)量為低溫催化劑基體質(zhì)量的0.3-2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(2)中所述的錳鹽為硝酸錳、醋酸錳；鈰鹽為硝酸鈰、硫酸鈰；鎳鹽為硝酸鎳、醋酸鎳、硫酸鎳；鈷鹽為硝酸鈷、醋酸鈷；銅鹽為硝酸銅、硫酸銅；銻鹽為醋酸銻；鈮鹽為草酸鈮。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(2)①中的酸溶液為HNO3或HCl溶液；溶液的質(zhì)量百分含量為10-20%。
【文檔編號(hào)】B01D53/90GK104138761SQ201410234825
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】祝社民, 楊波, 沈岳松, 沈樹(shù)寶 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)