一種水泥工業(yè)低溫scr脫硝用催化劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用催化劑及其制備方法，該催化劑以氧以氧化鑭和/或氧化鐵為催化活性組分，以氧化錳或者是氧化釔和/或氧化鐠和氧化錳的混合物為助催化劑，以二氧化鈦和/或氧化鋁為載體；以載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，活性組分的質(zhì)量百分含量為0.5％～15％，助催化劑的質(zhì)量百分含量為5％～35％。將活性組分、助催化離子前驅(qū)體復(fù)合溶液、載體及有機(jī)成型劑攪拌均勻、混練、陳腐、擠出成型，經(jīng)干燥、焙燒制得。該催化劑組分環(huán)境友好，低溫脫除NOx效率高，活性溫度窗口寬，機(jī)械強(qiáng)度高，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低。130℃時(shí)SCR脫硝效率>85％，170～250℃內(nèi)脫硝效率均>94％，最高達(dá)99.8％。本發(fā)明催化劑性?xún)r(jià)比高，特別適用于水泥廠(chǎng)低溫?zé)煔饷撓酢?br>【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用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領(lǐng)域，特別適用于水泥工業(yè)低溫?zé)煔饷撓酢?br>【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物(NOx)是霧霾、酸雨等污染物的成因之一，嚴(yán)重危害人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境。水泥廠(chǎng)NOx排放僅次于燃煤電廠(chǎng)，成為大氣污染治理的重點(diǎn)行業(yè)。目前，水泥工業(yè)脫硝技術(shù)主要是選擇性非催化還原法(SNCR)，此種方法脫硝效率不高且、氨逃逸嚴(yán)峻、運(yùn)行成本高。因此，針對(duì)水泥工業(yè)研發(fā)高效、低成本的脫硝技術(shù)需求緊迫。選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)效率高、穩(wěn)定性好，成為國(guó)內(nèi)外工業(yè)應(yīng)用研究的主流技術(shù)和發(fā)展方向，國(guó)外已有水泥廠(chǎng)使用SCR脫硝技術(shù)。SCR技術(shù)核心為脫硝催化劑，目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最多的是中溫有毒的V2O5(W03)/Ti02催化劑，因V2O5劇毒、易溶于水，廢棄釩鈦脫硝催化劑會(huì)再次污染環(huán)境，被國(guó)家環(huán)保部列為危廢。
[0003]水泥工業(yè)中溫?zé)煔舛畏蹓m含量非常高，易造成催化劑堵塞，也沒(méi)有足夠的空間建設(shè)中溫SCR脫硝設(shè)施；另外水泥廠(chǎng)利潤(rùn)較燃煤電廠(chǎng)低，在沒(méi)有明確環(huán)保補(bǔ)貼的前提下，目前水泥廠(chǎng)不可能照搬燃煤電廠(chǎng)的SCR脫硝設(shè)施。但是，水泥廠(chǎng)已全面實(shí)施SNCR脫硝技術(shù)，經(jīng)SNCR脫硝、除塵后的煙氣幾乎不含硫、粉塵含量少，特別適用于低溫SCR脫硝。國(guó)內(nèi)外已有大量專(zhuān)利公開(kāi)了各種類(lèi)型的脫硝催化劑及其制備工藝。專(zhuān)利(CN201410238241.X)采用鈦鎢鉬粉作為載體，氧化釩為活性組分，氧化鋅為助劑制得一種水泥窯爐煙氣SCR脫硝催化劑，該催化劑使用煙氣溫度較高(200?280°C);專(zhuān)利(CN201210546836.2)將氧化釩和雜多酸分步負(fù)載于載體納米二氧化鈦上，從而制備得到抗堿金屬中毒能力較好的脫硝催化劑;但是，上述兩專(zhuān)利均以劇毒氧化釩作為活性組分，易造成二次污染。專(zhuān)利(CN201310153273.5)和(CN201310153875.0)均采用錳鈰為活性組分，催化劑脫硝活性高且抗堿金屬中毒能力強(qiáng)；專(zhuān)利(CN201310693174.6)采用錳鐵銅鈰等金屬氧化物作為活性組分，添加鎢、鉬多酸鹽作為助劑，載體則采用鈦鋁硅等金屬氧化物，制備的低溫脫硝催化劑在125?200°C溫度范圍內(nèi)脫硝率可達(dá)90 % ;專(zhuān)利(CN201310480494.3)采用鈦硅復(fù)合氧化物為載體，氧化錳為活性組分，鈰鎳等金屬氧化物作為助劑，該催化劑脫硝活性高且抗堿金屬中毒能力強(qiáng);但是，上述專(zhuān)利中錳活性組分抗水影響能力不強(qiáng)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有水泥工業(yè)脫硝的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，而提出了水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用催化劑，本發(fā)明的另一目的是提供上述催化劑的制備方法，特別適用于已有SNCR脫硝水泥廠(chǎng)的低溫?zé)煔馍疃让撓酢?br>[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用催化劑，其特征在于以氧化鑭和/或氧化鐵為催化活性組分，以氧化錳或者是氧化釔和/或氧化鐠和氧化錳的混合物為助催化劑，以二氧化鈦和/或氧化鋁為載體；以載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，活性組分的質(zhì)量百分含量為0.5%?15%，助催化劑的質(zhì)量百分含量為5%?35%。
[0006]優(yōu)選上述助催化劑中釔和/或鐠與錳的元素摩爾比(Y和/Pr:Mn)為(O?0.5):1。
[0007]本發(fā)明還提供了上述的水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用催化劑的制備方法，其具體步驟為:
[0008](I)活性組分前驅(qū)體溶液的制備
[0009]稱(chēng)取鑭鹽或鐵鹽中的一種或兩種，加入去離子水置于恒溫水浴鍋攪拌直至溶液呈澄清透明狀，得到溶液A;
[0010](2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置
[0011]稱(chēng)取錳鹽，或者是釔鹽和/或鐠鹽和錳鹽的混合物加入去離子水中混合；【優(yōu)選錳鹽(或釔鹽和/或鐠鹽和錳鹽的混合物)/去離子水的質(zhì)量比為1:(0.1?0.4)】，然后攪拌均勻直至溶液呈澄清透明狀，制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液；
[0012](3)載體的制備
[0013]稱(chēng)取鈦源粉體或鋁源粉體中的一種或兩種并攪拌均勻；
[0014](4)成型添加劑的稱(chēng)取
[0015]稱(chēng)取成型添加劑；
[0016](5)以載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，按活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑分別占載體質(zhì)量的質(zhì)量百分比為0.5?15%，5?35%和0.1?0.8%，將步驟(I)制得的活性組分前驅(qū)體離子溶液和步驟(2)制得的助催化劑前驅(qū)體離子溶液混合，攪拌后，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體中，攪拌練泥，經(jīng)陳腐后，放于鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥;得到催化劑坯體；
[0017](6)催化劑的焙燒
[0018]將步驟(5)制得的催化劑坯體在氧化氣氛下置入馬弗爐中焙燒制得水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用催化劑。
[0019]優(yōu)選步驟(I)中所述的鑭鹽為硝酸鑭或氯化鑭;所述的鐵鹽為硝酸鐵或氯化鐵;步驟(2)中所述的錳鹽為硝酸錳;所述的鐠鹽為硝酸鐠或氯化鐠;所述的釔鹽來(lái)源為硝酸釔或氯化釔。
[0020]優(yōu)選步驟(I)中所述的恒溫水浴鍋的溫度為40?60°C，攪拌時(shí)間為20?30min。
[0021]優(yōu)選步驟(3)中所述的鈦源為二氧化鈦或硫酸氧鈦;所述的鋁源為氧化鋁或擬薄水招石。
[0022]優(yōu)選步驟(4)中所述的成型添加劑為羧丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、丙三醇或乙酰胺中的一種或幾種。
[0023]優(yōu)選步驟(5)中的干燥溫度為80?100 °C，干燥時(shí)間為I?4h;所述的攪拌時(shí)間為20?30min;步驟(6)中的焙燒溫度為500?600°C，保溫1.5?3h。
[0024]本發(fā)明的催化反應(yīng)條件及結(jié)果:取1ml催化劑小樣裝入催化劑性能評(píng)價(jià)反應(yīng)裝置中，通入模擬器進(jìn)行活性評(píng)價(jià)。模擬的氣體的組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、〇2(6vol.%)、N2為載氣，催化劑粒度為:直徑3.5_、長(zhǎng)3.5-5.5mm，GHSV為5000h—1，氣體總流量為833ml/min。在130?250°C內(nèi)脫硝效率>85%，最高達(dá)99.8%。
[0025]有益效果:
[0026]本發(fā)明所制備的催化劑脫硝效率高，活性溫度區(qū)間寬，在120?250°C內(nèi)具有高效的低溫SCR脫硝活性。與現(xiàn)有水泥工業(yè)脫硝催化劑技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，該催化劑體系組分環(huán)境友好，制備工藝簡(jiǎn)單，成本較低，性?xún)r(jià)比高，同時(shí)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，適用已有SNCR脫硝水泥廠(chǎng)的低溫?zé)煔馍疃让撓酢?br>【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為實(shí)施例1?3所制備的催化劑脫硝活性變化曲線(xiàn)；
[0028]圖2為實(shí)施例4?8所制備的催化劑脫硝活性變化曲線(xiàn)；
[0029]圖3為實(shí)施例9所制備的催化劑脫硝活性變化曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例1
[0031 ] (I)活性組分前驅(qū)體溶液的制備
[0032]稱(chēng)取1.26g九水合硝酸鐵，加入6.30g去離子水置于40°C恒溫水浴鍋攪拌20min至溶液呈澄清透明狀，得到活性組分前驅(qū)體溶液；
[0033](2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置
[0034]稱(chēng)取20.58g硝酸錳溶液加入3.16g去離子水混合，然后攪拌均勻制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液；
[0035](3)催化劑載體的制備
[0036]稱(chēng)取30.0Og 二氧化鈦和20.0Og氧化鋁攪拌均勻作為催化劑載體；
[0037](4)成型添加劑的稱(chēng)取
[0038]稱(chēng)取0.25g羧丙基甲基纖維素作為成型添加劑；
[0039](5)按照載體質(zhì)量為100%計(jì)，活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑三者質(zhì)量百分比分別為1%，10%，0.5%，將步驟(I)制得的活性組分溶液和步驟⑵制得的助催化劑前驅(qū)體混合，攪拌30min，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體，攪拌練泥，經(jīng)陳腐陰干后，放于80 0C鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥Ih;
[0040](6)催化劑的焙燒、成型
[0041]將步驟(5)制得的催化劑坯體在空氣氣氛下置入馬弗爐中500°C焙燒2h制得樣品；
[0042](7)脫硝率測(cè)試:模擬氣體的組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6vol.%)、N2 為載氣，催化劑用量1ml，催化劑粒度為:直徑3.5mm、長(zhǎng)3.5-5.51^1，6肥￥為500011—1，氣體總流量為833ml/min。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1，在110?250°C內(nèi)脫硝率為70.69?98.98%。
[0043]實(shí)施例2:
[0044](I)活性組分前驅(qū)體溶液的制備
[0045]稱(chēng)取1.68g六水合氯化鐵，加入2.52g去離子水置于60°C恒溫水浴鍋攪拌20min至溶液呈澄清透明狀，得到活性組分前驅(qū)體溶液；
[0046](2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置
[0047]稱(chēng)取20.58g硝酸錳溶液加入2.06g去離子水混合，然后攪拌均勻制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液；
[0048](3)催化劑載體的制備
[0049]稱(chēng)取50.0Og 二氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎┹d體；
[0050](4)成型添加劑的稱(chēng)取
[0051]稱(chēng)取0.15g羧甲基纖維素和0.1Og丙三醇作為成型添加劑；
[0052](5)按照載體質(zhì)量為100%計(jì)，活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑三者質(zhì)量百分比分別為2%，10%，0.5%，將步驟(I)制得的活性組分溶液和步驟⑵制得的助催化劑前驅(qū)體混合，攪拌30min，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體，攪拌練泥，經(jīng)陳腐陰干后，放于100 0C鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥2h;
[0053](6)催化劑的焙燒、成型
[0054]將步驟(5)制得的催化劑坯體在空氣氣氛下置入馬弗爐中600°C焙燒1.5h制得樣品;
[0055](7)脫硝率測(cè)試:模擬的氣體的組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6vol.%)、N2為載氣，催化劑用量1ml，催化劑粒度為:直徑3.5mm、長(zhǎng)3.5-5.Smm’GHSVSSOOOh—1，氣體總流量為833ml/min。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1，催化劑在GHSV為5000h—1，氨氮比為I的條件下，在110?250 0C內(nèi)脫硝率為68.49?98.07 %
[0056]實(shí)施例3:
[0057](I)活性組分前驅(qū)體溶液的制備
[0058]稱(chēng)取5.04g九水合硝酸鐵，加入5.04g去離子水置于40 °0直溫水浴鍋攪拌30min至溶液呈澄清透明狀，得到活性組分前驅(qū)體溶液；
[0059 ] (2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置
[0060]稱(chēng)取10.29g硝酸錳溶液加入4.12g去離子水混合，然后攪拌均勻制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液；
[0061](3)催化劑載體的制備
[0062]稱(chēng)取60.0Og硫酸氧鈦和26.67g擬薄水鋁石攪拌均勻作為催化劑載體；
[0063](4)成型添加劑的稱(chēng)取
[0064]稱(chēng)取0.15g羧甲基纖維素和0.1Og乙酰胺作為成型添加劑；
[0065](5)按照載體質(zhì)量為100%計(jì)，活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑三者質(zhì)量百分比分別為4%，5%，0.5%，將步驟(I)制得的活性組分溶液和步驟(2)制得的助催化劑前驅(qū)體混合，攪拌20min，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體，攪拌練泥，經(jīng)陳腐陰干后，放于80°C鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥2h;
[0066](6)催化劑的焙燒、成型
[0067]將步驟(5)制得的催化劑坯體在空氣氣氛下置入馬弗爐中500°C焙燒3h制得樣品；
[0068](7)脫硝率測(cè)試:模擬的氣體的組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6vol.%)、N2為載氣，催化劑用量1ml，催化劑粒度為:直徑3.5mm、長(zhǎng)3.5-5.Smm’GHSVSSOOOh—1，氣體總流量為8331111/1^11。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1，在110?250°(:內(nèi)脫硝率為67.03?98.17%。
[0069]實(shí)施例4
[0070](I)活性組分前驅(qū)體溶液的制備
[0071 ] 稱(chēng)取0.66g六水合硝酸鑭，加入3.30g去離子水置于40 °0直溫水浴鍋攪拌30min至溶液呈澄清透明狀，得到活性組分前驅(qū)體溶液；
[0072 ] (2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置
[0073]稱(chēng)取20.58g硝酸錳溶液加入3.16g去離子水混合，然后攪拌均勻制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液；
[0074](3)催化劑載體的制備
[0075]稱(chēng)取30.0Og 二氧化鈦和20.0Og氧化鋁攪拌均勻作為催化劑載體；
[0076](4)成型添加劑的稱(chēng)取
[0077]稱(chēng)取0.25g羧丙基甲基纖維素和0.05g丙三醇作為成型添加劑；
[0078](5)按照載體質(zhì)量為100%計(jì)，活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑三者質(zhì)量百分比分別為0.5%，10%，0.6%，將步驟(I)制得的活性組分溶液和步驟(2)制得的助催化劑前驅(qū)體混合，攪拌30min，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體，攪拌練泥，經(jīng)陳腐陰干后，放于100°C鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥3h;
[0079](6)催化劑的焙燒、成型
[0080]將步驟(5)制得的催化劑坯體在空氣氣氛下置入馬弗爐中600°C焙燒1.5h制得樣品;
[0081 ] (7)脫硝率測(cè)試:模擬的氣體的組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6vol.% )、N2為載氣，催化劑用量1ml，催化劑粒度為:直徑3.5mm、長(zhǎng)3.5-5.Smm’GHSVSSOOOh—1，氣體總流量為8331111/1^11。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2，在110?250°(:內(nèi)脫硝率為68.31?99.82%。
[0082]實(shí)施例5
[0083](I)活性組分前驅(qū)體溶液的制備
[0084]稱(chēng)取0.75g氯化鑭，加入6.60g去離子水置于60°C恒溫水浴鍋攪拌20min至溶液呈澄清透明狀，得到活性組分前驅(qū)體溶液；
[0085](2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置
[0086]稱(chēng)取20.58g硝酸錳溶液和7.Slg六水合硝酸釔加入2.96g去離子水混合，然后攪拌均勻制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液；
[0087](3)催化劑載體的制備
[0088]稱(chēng)取30.0Og 二氧化鈦和20.0Og氧化鋁攪拌均勻作為催化劑載體；
[0089](4)成型添加劑的稱(chēng)取
[0090]稱(chēng)取0.40g羧丙基甲基纖維素作為成型添加劑；
[0091](5)按照載體質(zhì)量為100%計(jì)，活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑三者質(zhì)量百分比分別為1%，15%，0.8%，將步驟(I)制得的活性組分溶液和步驟⑵制得的助催化劑前驅(qū)體混合，攪拌30min，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體，攪拌練泥，經(jīng)陳腐陰干后，放于80°C鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥4h;
[0092](6)催化劑的焙燒、成型
[0093]將步驟(5)制得的催化劑坯體在空氣氣氛下置入馬弗爐中500°C焙燒3h制得樣品；
[0094](7)脫硝率測(cè)試:模擬的氣體的組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6vol.%)、N2為載氣，催化劑用量1ml，催化劑粒度為:直徑3.5mm、長(zhǎng)3.5-5.Smm’GHSVSSOOOh—1，氣體總流量為833ml/min。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2，在110?250°C內(nèi)脫硝率為69.78?99.08 %。
[0095]實(shí)施例6
[0096](I)活性組分前驅(qū)體溶液的制備
[0097]稱(chēng)取2.64g六水合硝酸鑭，加入2.64g去離子水置于40 °C恒溫水浴鍋攪拌20min至溶液呈澄清透明狀，得到活性組分前驅(qū)體溶液；
[0098](2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置
[0099]稱(chēng)取72.03g硝酸錳溶液加入7.21g去離子水混合，然后攪拌均勻制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液；
[0100](3)催化劑載體的制備
[0101 ]稱(chēng)取50.0Og 二氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎┹d體；
[0102](4)成型添加劑的稱(chēng)取
[0103]稱(chēng)取0.05g羧丙基甲基纖維素作為成型添加劑；
[0104](5)按照載體質(zhì)量為100%計(jì)，活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑三者質(zhì)量百分比分別為2% ,35%，0.1%，將步驟(I)制得的活性組分溶液和步驟(2)制得的助催化劑前驅(qū)體混合，攪拌30min，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體，攪拌練泥，經(jīng)陳腐陰干后，放于80°C鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥4h;
[0105](6)催化劑的焙燒、成型
[0106]將步驟(5)制得的催化劑坯體在空氣氣氛下置入馬弗爐中500°C焙燒3h制得樣品；
[0107](7)脫硝率測(cè)試:模擬的氣體的組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6vol.%)、N2為載氣，催化劑用量1ml，催化劑粒度為:直徑3.5mm、長(zhǎng)3.5-5.Smm’GHSVSSOOOh—1，氣體總流量為833ml/min。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2，在110?250°C內(nèi)脫硝率為69.49?99.07 %。
[0108]實(shí)施例7
[0109](I)活性組分前驅(qū)體溶液的制備
[Ο??Ο] 稱(chēng)取10.56g六水合硝酸鑭，加入10.56g去離子水置于40°C恒溫水浴鍋攪拌20min至溶液呈澄清透明狀，得到活性組分前驅(qū)體溶液；
[0111](2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置
[0112]稱(chēng)取20.58g硝酸錳溶液和6.63g六水合硝酸鐠，加入2.86g去離子水混合，然后攪拌均勻制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液；
[0113](3)催化劑載體的制備
[0114]稱(chēng)取50.0Og 二氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎┹d體；
[0115](4)成型添加劑的稱(chēng)取
[0116]稱(chēng)取0.40g羧丙基甲基纖維素作為成型添加劑；
[0117](5)按照載體質(zhì)量為100%計(jì)，活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑三者質(zhì)量百分比分別為8%，15%，0.8%，將步驟(I)制得的活性組分溶液和步驟⑵制得的助催化劑前驅(qū)體混合，攪拌30min，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體，攪拌練泥，經(jīng)陳腐陰干后，放于80 0C鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥Ih;
[0118](6)催化劑的焙燒、成型
[0119]將步驟(5)制得的催化劑坯體在空氣氣氛下置入馬弗爐中500°C焙燒3h制得樣品；
[0120](7)脫硝率測(cè)試:模擬的氣體的組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6vol.%)、N2為載氣，催化劑用量1ml，催化劑粒度為:直徑3.5mm、長(zhǎng)3.5-5.Smm’GHSVSSOOOh—1，氣體總流量為8331111/1^11。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2，在110?250°(:內(nèi)脫硝率為80.77?97.81%。
[0121]實(shí)施例8
[0122](I)活性組分前驅(qū)體溶液的制備
[0123]稱(chēng)取19.80g六水合硝酸鑭，加入13.20g去離子水置于60°C恒溫水浴鍋攪拌30min至溶液呈澄清透明狀，得到活性組分前驅(qū)體溶液；
[0124](2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置
[0125]稱(chēng)取20.58g硝酸錳溶液、1.45g氯化鐠和1.73g氯化釔，加入2.43g去離子水混合，然后攪拌均勻制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液；
[0126](3)催化劑載體的制備
[0127]稱(chēng)取30.0Og 二氧化鈦和20.0Og氧化鋁攪拌均勻作為催化劑載體；
[0128](4)成型添加劑的稱(chēng)取
[0129]稱(chēng)取0.05g羧丙基甲基纖維素作為成型添加劑；
[0130](5)按照載體質(zhì)量為100%計(jì)，活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑三者質(zhì)量百分比分別為15%，14%，0.1%，將步驟(I)制得的活性組分溶液和步驟⑵制得的助催化劑前驅(qū)體混合，攪拌30min，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體，攪拌練泥，經(jīng)陳腐陰干后，放于100°C鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥4h;
[0131](6)催化劑的焙燒、成型
[0132]將步驟(5)制得的催化劑坯體在空氣氣氛下置入馬弗爐中500°C焙燒3h制得樣品；
[0133](6)脫硝率測(cè)試:模擬的氣體的組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6vol.%)、N2為載氣，催化劑用量1ml，催化劑粒度為:直徑3.5mm、長(zhǎng)3.5-5.Smm’GHSVSSOOOh—1，氣體總流量為8331111/1^11。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2，在110?250°(:內(nèi)脫硝率為70.15%?97.81%。
[0134]實(shí)施例9
[0135](I)活性組分前驅(qū)體溶液的制備
[0136]稱(chēng)取1.32g六水合硝酸鑭和1.26g九水合硝酸鐵，加入2.58g去離子水置于50°C恒溫水浴鍋攪拌20min至溶液呈澄清透明狀，得到活性組分前驅(qū)體溶液；
[0137](2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置
[0138]稱(chēng)取20.58g硝酸錳溶液加入3.16g去離子水混合，然后攪拌均勻制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液；
[0139](3)催化劑載體的制備
[0140]稱(chēng)取50.0Og氧化鋁作為催化劑載體；
[0141](4)成型添加劑的稱(chēng)取
[0142]稱(chēng)取0.05g羧丙基甲基纖維素作為成型添加劑；
[0143](5)按照載體質(zhì)量為100%計(jì)，活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑三者質(zhì)量百分比分別為2%，10%，0.1%，將步驟(I)制得的活性組分溶液和步驟⑵制得的助催化劑前驅(qū)體混合，攪拌30min，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體，攪拌練泥，經(jīng)陳腐陰干后，放于80°C鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥4h;
[0144](6)催化劑的焙燒、成型
[0145]將步驟(5)制得的催化劑坯體在空氣氣氛下置入馬弗爐中600°C焙燒1.5h制得樣品;
[0146](7)脫硝率測(cè)試:模擬的氣體的組成為:N0(600ppm)、NH3(600ppm)、02(6vol.%)、N2為載氣，催化劑用量1ml，催化劑粒度為:直徑3.5mm、長(zhǎng)3.5-5.Smm’GHSVSSOOOh—1，氣體總流量為8331111/1^11。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖3，在110?250°(:內(nèi)脫硝率為76.01?98.35%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用催化劑，其特征在于以氧化鑭和/或氧化鐵為催化活性組分，以氧化錳或者是氧化釔和/或氧化鐠和氧化錳的混合物為助催化劑，以二氧化鈦和/或氧化鋁為載體；以載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，活性組分的質(zhì)量百分含量為0.5%?15%，助催化劑的質(zhì)量百分含量為5%?35%。2.—種如權(quán)利要求1所述的水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用催化劑，其特征在于助催化劑中釔和/或鐠與錳的元素摩爾比為(O?0.5):1。3.—種制備如權(quán)利要求1所述的水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用催化劑的方法，其具體步驟為: (1)活性組分前驅(qū)體溶液的制備 稱(chēng)取鑭鹽或鐵鹽中的一種或兩種，加入去離子水置于恒溫水浴鍋攪拌直至溶液呈澄清透明狀，得到溶液A; (2)助催化劑前驅(qū)體離子溶液配置 稱(chēng)取錳鹽，或者是釔鹽和/或鐠鹽和錳鹽的混合物加入去離子水中混合;然后攪拌均勻直至溶液呈澄清透明狀，制得助催化劑前驅(qū)體離子溶液； (3)載體的制備 稱(chēng)取鈦源粉體或鋁源粉體中的一種或兩種并攪拌均勻； (4)成型添加劑的稱(chēng)取 稱(chēng)取成型添加劑； (5)以載體質(zhì)量為基準(zhǔn)，按活性組分氧化物、助催化劑氧化物以及成型添加劑分別占載體質(zhì)量的質(zhì)量百分比為0.5?15%，5?35%和0.1?0.8%，將步驟(I)制得的活性組分前驅(qū)體離子溶液和步驟(2)制得的助催化劑前驅(qū)體離子溶液混合，攪拌后，然后與步驟(4)稱(chēng)取的添加劑一同加入步驟(3)制得的載體中，攪拌練泥，經(jīng)陳腐后，放于鼓風(fēng)干燥箱中保溫干燥;得到催化劑坯體； (6)催化劑的焙燒 將步驟(5)制得的催化劑坯體在氧化氣氛下置入馬弗爐中焙燒制得水泥工業(yè)低溫SCR脫硝用催化劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟(I)中所述的鑭鹽為硝酸鑭或氯化鑭；所述的鐵鹽為硝酸鐵或氯化鐵;步驟(2)中所述的錳鹽為硝酸錳;所述的鐠鹽為硝酸鐠或氯化鐠;所述的釔鹽來(lái)源為硝酸釔或氯化釔。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟(I)中所述的恒溫水浴鍋的溫度為40?60 0C，攪拌時(shí)間為20?30min。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟(3)中所述的鈦源為二氧化鈦或硫酸氧鈦;所述的鋁源為氧化鋁或擬薄水鋁石。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟(4)中所述的成型添加劑為羧丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、丙三醇或乙酰胺中的一種或幾種。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟(5)中的干燥溫度為80?100°C，干燥時(shí)間為I?4h ；所述的攪拌時(shí)間為20?30min ；步驟(6)中的焙燒溫度為500?600°C，保溫1.5?3h。
【文檔編號(hào)】B01D53/90GK106076358SQ201610409263
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】沈岳松, 金奇杰, 祝社民, 沈曉冬
【申請(qǐng)人】南京工業(yè)大學(xué)