一種柴油車尾氣凈化釩基scr催化劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種柴油車尾氣凈化釩基SCR催化劑的制備方法。所述制備方法是將錨固分散劑溶于去離子水中，攪拌均勻，再加入釩源和鎢源，攪拌溶解；接著在攪拌下加入鈦源，陳化；然后加入粘結(jié)劑，攪拌均勻，得催化劑漿料；最后將催化劑漿料涂覆到載體上，干燥，焙燒，即得釩基SCR催化劑，其中所述錨固分散劑選自辛基酚聚氧乙烯醚、檸檬酸、酒石酸、聚丙烯酸、過(guò)氧化氫中的一種或幾種。本發(fā)明所述制備方法在釩基SCR催化劑的制備過(guò)程中加入錨固分散劑，不僅實(shí)現(xiàn)了釩基SCR催化劑“一鍋煮”的制備工藝，縮短了工藝流程，節(jié)約生產(chǎn)成本，且制備的釩基SCR催化劑同時(shí)具有很好的活性、耐久性和穩(wěn)定性，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說(shuō)明】—種柴油車尾氣凈化釩基SCR催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于催化【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種催化劑的制備方法，具體涉及一種柴油車尾氣凈化釩基SCR催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物(NOx)為大氣中最主要的污染物之一。不僅具有較強(qiáng)的生物毒性尤其刺激呼吸系統(tǒng)，而且是酸雨和光化學(xué)煙霧等的主要成因之一?，F(xiàn)今大氣污染嚴(yán)重，控制NOx的排放刻不容緩，世界各國(guó)已廣泛出臺(tái)法律強(qiáng)制限排。
[0003]各種NOx脫除技術(shù)中，NH3-SCR因?yàn)楦咝?、耐久、技術(shù)成熟成為了市場(chǎng)主流。其中釩基SCR以其良好的活性、優(yōu)異的耐硫性、成熟的技術(shù)和低廉的價(jià)格而被廣泛采用。鑒于我國(guó)柴油硫含量高，釩基SCR因其優(yōu)異的耐硫性成為重型柴油車各國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn)的必然選擇。一汽、玉柴、重汽、濰柴等都確定了該方案。幾乎所有的燃煤電廠也因煙氣硫含量高選擇釩基SCR作為后處理系統(tǒng)。
[0004]市場(chǎng)上成熟的產(chǎn)品大多采用偏鈦酸或二氧化鈦經(jīng)浸潰鎢,干燥,焙燒制得鈦鎢粉，鈦鎢粉再經(jīng)浸潰釩，干燥，焙燒制得催化劑粉體，粉體經(jīng)磨漿制得催化劑漿料。這種釩基SCR催化劑的制備方法通過(guò)浸潰，使釩、鎢均勻分散到二氧化鈦的孔道中，通過(guò)干燥、焙燒形成不溶物使其固定。該工藝需制備鈦鎢粉，還需進(jìn)一步制漿再涂覆，流程長(zhǎng)、成本高，同時(shí)制得的釩基SCR催化劑穩(wěn)定性差。
[0005]直接將所有的原料混合，即“一鍋煮”是制備催化劑最經(jīng)濟(jì)、有效的方法。但直接混合二氧化鈦、釩、鎢制成漿料，溶液中的鎢、釩將隨水分蒸發(fā)而遷移、富集，導(dǎo)致分散不均勻、易燒結(jié)，耐久性和穩(wěn)定性差。
[0006]發(fā)明專利CN102698736A公開(kāi)了一種使用鈦鎢粉為載體通過(guò)調(diào)漿制得漿料的技術(shù)，由于未經(jīng)浸潰，干燥，焙燒，溶液中的草酸氧釩在干燥過(guò)程中將發(fā)生遷移，導(dǎo)致其分散不均勻，無(wú)法保證耐久性和穩(wěn)定性。
[0007]發(fā)明專利申請(qǐng)201010274007.4公開(kāi)了一種使用二氧化鈦，經(jīng)調(diào)漿直接制得催化劑漿料的方法，但其鎢、釩都不能有效分散、固定，其耐久性能更無(wú)法保證，且缺乏分散手段，漿料難以一次涂覆達(dá)到足夠的上載量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種柴油車尾氣凈化釩基SCR催化劑的制備方法。該制備方法是在釩基SCR催化劑的制備過(guò)程中加入錨固分散齊IJ，通過(guò)調(diào)漿，一次涂覆，干燥，焙燒四步形成蜂窩催化劑，焙燒時(shí)載體和催化劑在蜂窩基體上同時(shí)生成，其中所述錨固分散劑選自辛基酚聚氧乙烯醚(0P-10)、檸檬酸、酒石酸、聚丙烯酸、過(guò)氧化氫中的一種或兩種。所述制備方法原料便宜、工藝簡(jiǎn)單、周期短，因而生產(chǎn)成本低；且制得的釩基SCR催化劑同時(shí)具有很好的活性、耐久性和穩(wěn)定性。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:[0010]本發(fā)明所述柴油車尾氣凈化釩基SCR催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0011 ] (I)將錨固分散劑溶于去離子水中，攪拌均勻，再加入釩源和鎢源，攪拌溶解，得混合液；
[0012](2)攪拌下在步驟⑴所得混合液中加入鈦源，陳化，得懸濁液；
[0013](3)在步驟(2)所得懸濁液中加入粘結(jié)劑，攪拌均勻，得催化劑漿料；
[0014](4)將步驟(3)所得漿料涂覆到載體上，干燥，焙燒，即得柴油車尾氣凈化釩基SCR催化劑。
[0015]其中，所述步驟(I)中錨固分散劑選自辛基酚聚氧乙烯醚、檸檬酸、酒石酸、聚丙烯酸、過(guò)氧化氫中的任意一種或幾種。
[0016] 申請(qǐng)人:經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明制備方法中加入所述錨固分散劑，錨固分散劑能和鎢、釩鍵合，并通過(guò)吸附、配位與二氧化鈦結(jié)合，使溶液中的釩、鎢被均勻分散、固定到二氧化鈦孔道中，干燥過(guò)程中不發(fā)生遷移，從而保證了鎢、釩在二氧化鈦上均勻分散；同時(shí)，該錨固分散劑對(duì)二氧化鈦還具有分散作用，使?jié){料流動(dòng)性好、不分層，一次涂覆量可超過(guò)210g/L。錨固分散劑的加入保證了所得釩基SCR催化劑的活性、耐久性以及穩(wěn)定性。
[0017]優(yōu)選地，本發(fā)明所述制備方法按重量份計(jì)，包括如下步驟:
[0018](I)將0.5?3份錨固分散劑溶于20?35份去離子水中，攪拌均勻，再加入0.5?
1.3份釩源和0.6?1.5份鎢源，攪拌溶解，得混合液；
[0019](2)攪拌下在步驟⑴所得混合液中加入13?30份鈦源，陳化，得懸濁液；
[0020](3)在步驟(2)所得懸濁液中加入2?6份粘結(jié)劑，攪拌均勻，得催化劑漿料；
[0021](4)將步驟(3)所得漿料涂覆到堇青石陶瓷載體上，干燥，焙燒，即得柴油車尾氣凈化釩基SCR催化劑。
[0022]其中，所述步驟(I)中錨固分散劑選自辛基酚聚氧乙烯醚(0P-10)、檸檬酸、酒石酸、聚丙烯酸、過(guò)氧化氫中的任意一種或幾種。
[0023]優(yōu)選地，所述步驟⑴中錨固分散劑由檸檬酸和聚丙烯酸按重量比為2:1組成。通過(guò)該優(yōu)選，所制得釩基SCR催化劑活性和耐久性最好。
[0024]優(yōu)選地，所述步驟(I)中釩源選自釩酸銨、硫酸氧釩、五氧化二釩、三氯氧釩、四氧化二釩中的任意一種或幾種。
[0025]優(yōu)選地，所述步驟(I)中鎢源選自偏鎢酸銨、鎢酸銨、仲鎢酸銨中的任意一種或幾種。
[0026]優(yōu)選地，所述步驟(2)中鈦源為偏鈦酸和/或二氧化鈦。
[0027]優(yōu)選地，所述步驟(3)中粘結(jié)劑選自擬薄水鋁石、鋁溶膠、硅溶膠、鋯溶膠、醋酸鋯中的任意一種或幾種。
[0028]優(yōu)選地，在上述制備方法中，所述步驟(2)中陳化的溫度為50?90°C，時(shí)間為0.5?5h ;當(dāng)陳化溫度低于50°C或者高于90°C，陳化時(shí)間低于0.5h或者高于5h，均會(huì)影響漿料的流動(dòng)性和釩基SCR催化劑的活性。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述陳化的溫度為50?60°C，時(shí)間為0.5?2h ;最佳優(yōu)選地，所述陳化的溫度為50°C，時(shí)間為2h。
[0029]優(yōu)選地，在上述制備方法中，所述步驟(4)中焙燒的溫度為250?650°C，時(shí)間為0.5?5h ;當(dāng)焙燒溫度低于250°C或者高于650°C，焙燒時(shí)間低于0.5h或者高于5h，均會(huì)降低釩基SCR催化劑的活性及耐久性能。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述焙燒的溫度為250?300°C，時(shí)間為I~2h ;最佳優(yōu)選地，所述焙燒的溫度為300°C，時(shí)間為lh。
[0030]優(yōu)選地，所述步驟(4)中采用自動(dòng)涂覆機(jī)將漿料涂覆到堇青石陶瓷載體上，涂覆次數(shù)為I次。由于在釩基SCR催化劑的制備過(guò)程中加入了錨固分散劑，該錨固分散劑對(duì)二氧化鈦具有分散作用，使?jié){料流動(dòng)性好、不分層，一次涂覆即可超過(guò)210g/L，因此本發(fā)明優(yōu)選采用自動(dòng)涂覆機(jī)將漿料涂覆到堇青石陶瓷載體上，涂覆次數(shù)為I次。
[0031 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0032](I)本發(fā)明在釩基SCR催化劑的制備方法中，加入錨固分散劑，錨固分散劑能和鎢、釩鍵合，并通過(guò)吸附、配位與二氧化鈦結(jié)合，使溶液中的釩、鎢被均勻分散、固定到二氧化鈦孔道中，干燥過(guò)程中不發(fā)生遷移，從而保證了鎢、釩在二氧化鈦上均勻分散，實(shí)現(xiàn)了“一鍋煮”制備活性和耐久性好，且穩(wěn)定性可靠的釩基SCR催化劑。實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明方法制備的釩基SCR催化劑對(duì)NOx轉(zhuǎn)化率的方差與傳統(tǒng)工藝制備的商業(yè)催化劑相比，高溫段為0.58倍，低溫段僅為0.4倍。
[0033](2)本發(fā)明 在釩基SCR催化劑的制備方法中，加入錨固分散劑，錨固分散劑對(duì)二氧化鈦還具有分散作用，使?jié){料流動(dòng)性好、不分層，一次涂覆可超過(guò)210g/L，采用一次涂覆工藝，有效降低了重復(fù)涂覆、干燥、焙燒導(dǎo)致的堇青石載體破損。
[0034](3)本發(fā)明制備方法生產(chǎn)周期短、原料便宜，制造成本比傳統(tǒng)工藝大幅降低。
[0035](4)本發(fā)明制備方法不產(chǎn)生固體、液體廢物，后處理費(fèi)用低。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0037]實(shí)施例1
[0038]將Ikg檸檬酸、0.5kg聚丙烯酸溶于25kg去離子水中，攪拌均勻；加入0.97kg釩酸銨(NH4VO3)和1.06kg偏鎢酸銨，攪拌溶解，得混合液；攪拌下加入20.20kg 二氧化鈦，在50°C下陳化2h，得懸濁液；加入4.2kg硅溶膠(硅溶膠中SiO2含量為25%，攪拌均勻，得催化劑漿料。
[0039]將制得的催化劑漿料通過(guò)涂覆機(jī)涂覆到堇青石陶瓷載體上，于80°C下干燥Ih ;最后在300°C下焙燒lh，即得。
[0040]對(duì)比例1:采用草酸代替檸檬酸和聚丙烯酸(釩酸銨本身不溶于水，和草酸結(jié)合后即可溶于水)，其余反應(yīng)條件均同上述實(shí)施例1，即得。
[0041]將本實(shí)施例1和對(duì)比例I制得的釩基SCR催化劑在固定床反應(yīng)器上進(jìn)行NOx脫除效率考察。使用的催化劑尺寸為l*lin，400cpsi ;反映混合氣組成為:[NO] = [NH3]=500ppm, [02] = 10%, [H2O] = 8 %, N2作為平衡氣，空速為4000(^1,反應(yīng)溫度為200~5000C ;氣體組分均使用紅外檢測(cè)。
[0042]實(shí)施例1和對(duì)比例I制備的釩基SCR催化劑對(duì)NOx的轉(zhuǎn)化率如表1所示。括號(hào)里面的字母代表狀態(tài)，其中f代表新鮮，a代表老化樣；老化條件為:溫度600°C，水汽含量5%，空速 4000011'
[0043]表1實(shí)施例1和對(duì)比例I制備的釩基SCR催化劑對(duì)NOx的轉(zhuǎn)化率[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種柴油車尾氣凈化釩基SCR催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將錨固分散劑溶于去離子水中，攪拌均勻，再加入釩源和鎢源，攪拌溶解，得混合液； (2)攪拌下在步驟(I)所得混合液中加入鈦源，陳化，得懸濁液； (3)在步驟(2)所得懸濁液中加入粘結(jié)劑，攪拌均勻，得催化劑漿料； (4)將步驟(3)所得漿料涂覆到載體上，干燥，焙燒，即得柴油車尾氣凈化釩基SCR催化劑。 其中，所述步驟(I)中錨固分散劑選自辛基酚聚氧乙烯醚、檸檬酸、酒石酸、聚丙烯酸、過(guò)氧化氫中的任意一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，按重量份計(jì)，包括如下步驟: (1)將0.5?3份錨固分散劑溶于20?35份去離子水中，攪拌均勻，再加入0.5?1.3份釩源和0.6?1.5份鎢源，攪拌溶解，得混合液； (2)攪拌下在步驟(I)所得混合液中加入13?30份鈦源，陳化，得懸濁液； (3)在步驟(2)所得懸濁液中加入2?6份粘結(jié)劑，攪拌均勻，得催化劑漿料； (4)將步驟(3)所得漿料涂覆到堇青石陶瓷載體上，干燥，焙燒，即得柴油車尾氣凈化釩基SCR催化劑。 其中，所述步驟(I)中錨固分散劑選自辛基酚聚氧乙烯醚、檸檬酸、酒石酸、聚丙烯酸、過(guò)氧化氫中的任意一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中錨固分散劑由檸檬酸和聚丙烯酸按重量比為2:1組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中釩源選自釩酸銨、硫酸氧釩、五氧化二釩、三氯氧釩、四氧化二釩中的任意一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中鎢源選自偏鎢酸銨、鎢酸銨、仲鎢酸銨中的任意一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中鈦源選自偏鈦酸和/或二氧化鈦。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中粘結(jié)劑選自擬薄水鋁石、鋁溶膠、硅溶膠、鋯溶膠、醋酸鋯中的任意一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中陳化的溫度為50?90°C，時(shí)間為0.5?5h。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中焙燒的溫度為250?650°C，時(shí)間為0.5?5h。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中采用自動(dòng)涂覆機(jī)將漿料涂覆到堇青石陶瓷載體上，涂覆次數(shù)為I次。
【文檔編號(hào)】B01D53/56GK103977790SQ201410247611
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】張鵬, 李云, 徐磊, 李奎, 吳春燕 申請(qǐng)人:四川中自尾氣凈化有限公司