一種低溫脫硝催化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低溫脫硝催化劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 氮氧化物（NOx)是主要的大氣污染物之一，包括Ν0、Ν02等多種氮的氧化物，對人體 健康和動植物生存都會造成一定的傷害，如形成酸雨、光化學煙霧等，而且還會產(chǎn)生多種二 次污染。氮氧化物是生成臭氧的重要前體物之一，也是形成區(qū)域細粒子污染和霧霾的重要 原因，從而使我國珠江三角洲等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)大氣能見度日趨下降，霧霾天數(shù)不斷增加。在 環(huán)保意識和要求越來越強烈的今天，如何除去氮氧化物的排放，成為越來越急迫的問題。
[0003] 目前，我國的氮氧化物主要從煤燃燒和工業(yè)煙霧排放產(chǎn)生，傳統(tǒng)用于除去氮氧化 物的低溫脫硝催化劑存在的主要問題在于：低溫下對NH 3的化學吸附能力較差，從而導致催 化劑活性較差；要提高低溫下的性能，需增加催化劑活性組分含量，但同時會導致S0 2/S03 的轉(zhuǎn)化率升高，大大降低了催化劑的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明公開了一種低溫脫硝催化劑，在低溫下提高對冊13的化學吸附能力，從而提 高催化劑活性，同時降低了 S02/S〇d^轉(zhuǎn)化率，延長了低溫脫硝催化劑的使用壽命。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種低溫脫硝催化劑，包括以下 組分，各組分按照質(zhì)量百分比分別為：
[0006] TiO, 80 ~％%; V2O6 1-10.5% ?
[0007] NiSO4 2^:8%； Cr.〇：1 ]~5%;
[0008] 各組分的質(zhì)量百分比之和為100%。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的低溫脫硝催化劑中，Cr203、V 2O5為活性組分，NiSO 4為助 劑，1102為載體。Cr 203、￥205的作用是在還原劑順3的作用下，將NO和NO 2還原為N2，其中 Cr2O3有助于提尚V 205的快速反應步驟，并提尚V 205的選擇性，避免生成其他價態(tài)的氣氧化 物。NiSO4為助劑，為催化劑提供了大量的B酸和L酸，有助于在低溫下（150°C~280°C ) 提高對冊13的化學吸附能力，從而提高催化劑活性；同時降低了 SO2/503的轉(zhuǎn)化率，延長了低 溫脫硝催化劑的使用壽命。
[0010] 所謂B酸和L酸，是由Bronsted J N和Lowry T M提出，凡是能放出質(zhì)子的物質(zhì) 為酸，也就是B酸，能與質(zhì)子結(jié)合的物質(zhì)為堿，酸放出質(zhì)子后即形成該酸的共輒堿，同樣，所 有的堿也有著共輒酸。根據(jù)質(zhì)子論的定義，酸的強度就是它給出質(zhì)子的傾向的大小，堿的強 度就是它接受質(zhì)子的傾向的大小，因此，一個酸越是強，它的共輒堿越是弱，不同強度的酸 堿之間可以發(fā)生反應。酸堿反應是酸中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移給堿，反應方向是質(zhì)子從弱堿轉(zhuǎn)移到強 堿。
[0011] 優(yōu)選的，各組分按照質(zhì)量百分比分別為：
[0012] Tid 88 ~95%; V,0S .2~5. 5%; NiSO4 2 ~5%; CrA 卜 3%;
[0013] 各組分的質(zhì)量百分比之和為100%。
[0014] 作為進一步的優(yōu)選方案，當TiO2含量較大時，整個催化劑體系較為穩(wěn)定，同時 Cr203、V2O5含量有所降低，有利于控制V 205的反應速率，避免反應過于激烈生成其他價態(tài)的 氮氧化物。
[0015] 優(yōu)選的，各組分按照質(zhì)量百分比分別為：
[0016] Tia 90%； ^2〇s 4.5%； NiSO4 儀 CrA 1.5 V
[0017] 優(yōu)選的，各組分按照質(zhì)量百分比分別為：
[0018] TiO2 95%； V,〇5 2%； NiSO4 2%； Cr-Oi 1%〇
[0019] 優(yōu)選的，各組分按照質(zhì)量百分比分別為：
[0020] TiOs 88%： m s. 5%； NiSO4 4%：j Cr2O3 2. 5% 〇
[0021] 優(yōu)選的，各組分按照質(zhì)量百分比分別為：
[0022] TiQ2 91.5%; I2Os 5.5%； NiSO4 2%； Cr2O, 1%,
[0023] 優(yōu)選的，各組分按照質(zhì)量百分比分別為：
[0024] TiO2 90%；
[0025] V2O5 MiBOs 5%； CrjO3 2%。'
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明公開了一種低溫脫硝催化劑，以Cr20 3、 V2O5為活性組分，NiSO 4為助劑，TiO 2為載體。Cr 203、V2O5的作用是在還原劑NH 3的作用下， 將NO和NO2還原為N 2，其中Cr2O3有助于提高V 205的快速反應步驟，并提高V 205的選擇性， 避免生成其他價態(tài)的氮氧化物。NiSO4為助劑，為催化劑提供了大量的B酸和L酸，有助于 在低溫下（150°C~280°C )提高對見13的化學吸附能力，從而提高催化劑活性；同時降低了 S02/S0j^轉(zhuǎn)化率，延長了低溫脫硝催化劑的使用壽命。
[0027] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步描述：
【具體實施方式】
[0028] 本發(fā)明的一種低溫脫硝催化劑實施例1，包括以下組分，各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：
[0029] TiQ2 90%； V2O5 4,5%? NiSO4 4%j CrjOi 1.51〇
[0030] 該種低溫脫硝催化劑可以通過以下制備方法制得：催化劑中的TiO2成分由偏鈦 酸提供，催化劑中的Cr 2O3成分由硝酸鉻提供，催化劑中的V 205成分由偏釩酸銨提供，并加 入單乙醇胺，主要是緩沖作用和用于乳劑的制備，催化劑中的附50 4成分由六水合硫酸鎳提 供。先計算出各種原料的所需量，按量稱取原料，將偏鈦酸加入去離子水中，攪拌均勻，然后 加入硝酸鉻，攪拌均勻，緩慢通入氨水，調(diào)節(jié)pH值到10~11，加入偏釩酸銨和單乙醇胺，繼 續(xù)攪拌均勻，再加入六水合硫酸鎳，攪拌均勻，得到漿液，然后將所得漿液進行離心干燥，在 500~625°C (550°C為優(yōu)）下煅燒3h，制得上述的低溫脫硝催化劑。由于煅燒溫度為500~ 625°C時，有助于將六水合硫酸鎳中的6個結(jié)晶水脫附至0~1個，此時硫酸鎳提供大量的 B酸和L酸，酸性最強。
[0031] 本發(fā)明的一種低溫脫硝催化劑實施例2,包括以下組分，各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：
[0032] T L O1- 95%； NiSO4 2%：； Cr,0： 1%：〇
[0033] 該種低溫脫硝催化劑的制備方法與實施例1相同。
[0034] 本發(fā)明的一種低溫脫硝催化劑實施例3,包括以下組分，各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：
[0035] TiOs 88%； m 5.5%； NiSO4 4%； Cr,〇3 2.5%。
[0036] 該種低溫脫硝催化劑的制備方法與實施例1相同。
[0037] 本發(fā)明的一種低溫脫硝催化劑實施例4,包括以下組分，各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：
[0038] TiO2 91...5?; f2〇5 5.： 5%；
[0039] NiSO4 2%， CrOi 1%:。
[0040] 該種低溫脫硝催化劑的制備方法與實施例1相同。
[0041] 本發(fā)明的一種低溫脫硝催化劑實施例5,包括以下組分，各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：
[0042] Ti (3, 90%； V,()-, 3? NiSO4 5? ε.?2〇3 ：2?：〇
[0043] 該種低溫脫硝催化劑的制備方法與實施例1相同。
[0044] 空白對照的低溫脫硝催化劑對比例6,包括以下組分，各組分按照質(zhì)量百分比分別 為：
[0045] TiO2 97% ；
[0046] V2O5 3%。
[0047] 該種低溫脫硝催化劑可以通過以下制備方法制得：催化劑中的TiO2成分由偏鈦酸 提供，催化劑中的V 2O5成分由偏釩酸銨提供，并加入單乙醇胺，主要是緩沖作用和用于乳劑 的制備。先計算出各種原料的所需量，按量稱取原料，將偏鈦酸加入去離子水中，攪拌均勻， 緩慢通入氨水，調(diào)節(jié)PH值到10~11，加入偏釩酸銨和單乙醇胺，繼續(xù)攪拌均勻，得到漿液， 然后將所得漿液進行離心干燥，在500~625°C (550°C為優(yōu)）下煅燒3h，制得上述的低溫脫 硝催化劑。
[0048] 空白對照的低溫脫硝催化劑對比例7,包括以下組分，各組分按照質(zhì)量百分比分別 為：
[0049] TiO2 95% ；
[0050] V2O5 3% ；
[0051] Cr2O3 2%。
[0052] 該種低溫脫硝催化劑可以通過以下制備方法制得：催化劑中的TiO2成分由偏鈦酸 提供，催化劑中的Cr 2O3成分由硝酸鉻提供，催化劑中的V2O5成分由偏釩酸銨提供，并加入單 乙醇胺，主要是緩沖作用和用于乳劑的制備。先計算出各種原料的所需量，按量稱取原料， 將偏鈦酸加入去離子水中，攪拌均勻，然后加入硝酸鉻，攪拌均勻，緩慢通入氨水，調(diào)節(jié)PH 值到10~11，加入偏釩酸銨和單乙醇胺，繼續(xù)攪拌均勻，得到漿液，然后將所得漿液進行離 心干燥，在500~625°C (550°C為優(yōu)）下煅燒3h，制得上述的低溫脫硝催化劑。
[0053] 下面對本發(fā)明實施例1至5的低溫脫硝催化劑進行脫硝效率、選擇性、S02/S0 3R 化率等性能測試，并與空白對照的對比例6、7進行比較。具體測試數(shù)據(jù)如表1所示：
[0054] 表 1
[0055]
[0056] 說明：表1中的脫硝效率為檢測溫度為180°C條件下的脫硝效率。由表1中可見， 本發(fā)明實施例1至5的低溫脫硝催化劑，脫硝效率明顯高于對比例6、7,選擇性也有所提 高，同時，對S0 2/S03的轉(zhuǎn)化有明顯的抑制作用。將對比例6、7進行對照可見，催化劑中加 入Cr2O 3后，選擇性有所提高，同時脫硝效率也有明顯提高，但是SO 2/S03轉(zhuǎn)化率也上升，催化 劑的使用壽命下降。而當如實施例1至5中同時增加 Cr2O3和NiSO4組分后，脫硝效率、選 擇性、S0 2/S03R化率等性能測試數(shù)據(jù)達到相當理想的水平，既可以提高在低溫下（150°C~ 280°C )對冊13的化學吸附能力，從而提高催化劑活性，同時也降低了 S02/S0j^轉(zhuǎn)化率，延 長了低溫脫硝催化劑的使用壽命。
[0057] 以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此，任何本 領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
【主權(quán)項】
1. 一種低溫脫硝催化劑，其特征在于：包括以下組分，各組分按照質(zhì)量百分比分別為：各組分的質(zhì)量百分比之和為100%。2. 如權(quán)利要求1所述的一種低溫脫硝催化劑，其特征在于：各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：各組分的質(zhì)量百分比之和為100%。3. 如權(quán)利要求1所述的一種低溫脫硝催化劑，其特征在于：各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：4. 如權(quán)利要求1所述的一種低溫脫硝催化劑，其特征在于：各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：5. 如權(quán)利要求1所述的一種低溫脫硝催化劑，其特征在于：各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：6. 如權(quán)利要求1所述的一種低溫脫硝催化劑，其特征在于：各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：7. 如權(quán)利要求1所述的一種低溫脫硝催化劑，其特征在于：各組分按照質(zhì)量百分比分 別為：
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫脫硝催化劑，屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中催化劑在低溫下對NH3的化學吸附能力較差，從而導致催化劑活性較差；要提高低溫下的性能，需增加催化劑活性組分含量，但同時會導致SO2/SO3的轉(zhuǎn)化率升高，大大降低了催化劑的使用壽命的技術(shù)問題。本發(fā)明的低溫脫硝催化劑，包括以下組分，各組分按照質(zhì)量百分比分別為：TiO280～95％；V2O51～10.5％；NiSO42～8％；Cr2O31～5％；各組分的質(zhì)量百分比之和為100％。
【IPC分類】B01J21/06, B01D53/86, B01D53/56, B01J23/86
【公開號】CN105032387
【申請?zhí)枴緾N201510488728
【發(fā)明人】劉小峰, 劉雪松, 田丹女, 王斌
【申請人】浙江海亮環(huán)境材料有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月11日