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一种具有抗中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有抗中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。本发明还公开了一种具有抗中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂的制备方法:1)将过渡金属盐在下400~700℃煅烧1~10小时,制得过渡金属氧化物;2)杂多酸或杂多酸盐与制得的过渡金属氧化物按照质量比1:(0.1~1)混合后,干混研磨得到中间体;所述杂多酸为磷钨酸或磷钼酸,所述杂多酸盐为磷钨酸或磷钼酸相应的B类盐;3)在80~500℃下将步骤2)获得的中间体进行煅烧处理,得到成品。该催化剂具有优异的中低温脱硝性能且对SO

著录项

  • 公开/公告号CN103990496A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2014-08-20

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 浙江大学;

    申请/专利号CN201410153518.9

  • 申请日2014-04-16

  • 分类号B01J31/26;B01J31/36;B01J31/28;B01D53/90;B01D53/56;

  • 代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司;

  • 代理人蒋琼

  • 地址 310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号

  • 入库时间 2024-02-20 00:11:30

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-09-14

    授权

    授权

  • 2014-09-17

    实质审查的生效 IPC(主分类):B01J31/26 申请日:20140416

    实质审查的生效

  • 2014-08-20

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及大气污染控制技术领域,具体涉及一种具有抗中毒性能的 中低温SCR脱硝催化剂的制备方法及产品。

背景技术

当前,我国大气污染正经历由燃煤型向复合型污染的转变,光化学烟 雾、灰霾天气、酸沉降等多种问题并存,环境问题日益复杂化,大气中硫 氧化物、氮氧化物等光化学前体物浓度节节攀升,其转化形成的细颗粒物 污染不断加重,大气能见度急剧下降,灰霾事件频发。“十五”以来,随着 我国电厂脱硫设施的建设,二氧化硫的治理效果开始显现,酸雨中 SO42-/NO3-的当量比呈缓慢下降态势,显示我国的酸雨组成正向硫酸-硝酸 混合型转变,氮氧化物(NOx)正逐步取代二氧化硫成为第一大酸性污染 气体。

目前,我国政府已将NOx的排放纳入“十二五”总量控制的目标,要 求“十二五”期间减排10%。目前工业上广泛应用的脱硝技术主要是选择性 催化还原法(Selective Catalytic Reduction,简称SCR)和选择性非催化还 原法(Selective Non-Catalytic Reduction,简称SNCR)两种。其中,SCR脱 硝是目前世界上最主流的烟气脱硝技术,该技术是在含氧气氛下,还原剂 优先与烟气中氮氧化物反应生成氮气和水的催化反应过程,其中作为还原 剂的气体主要有NH3、CO以及碳氢化合物,催化剂是该技术的核心。

SCR反应分为标准SCR反应和快速SCR反应,标准SCR反应为:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

快速SCR反应是在NO和NO2同时存在时发生的催化还原反应,其 反应速率比标准SCR反应快得多,此时反应遵循反应式:

NH3+NO+NO2→2NO+H2O. 该反应被Koeber等定义为“快速SCR”反应。一般在NO和NO2同时存 在的气体条件下,快速SCR反应与标准SCR反应同时发生。当反应温度 在180℃以上时,快速SCR反应起支配作用,其反应速度比标准SCR反 应快10倍。

公开号为CN101590404A的中国专利文献公开了一种低钒脱硝催化 剂及其制备方法和应用,该催化剂是以锐钛矿型二氧化钛为载体,以五氧 化二钒为主活性组分,三氧化钨和氧化铈为发挥协同效应的次活性组分, 其组成表示为V2O5-WO3-CeO2/TiO2,在所述催化剂中,V2O5以偏钒酸铵 的形式加入,含量为催化剂总重量的0.1%,次活性组分WO3以仲钨酸铵 的形式加入,含量为催化剂总重量的6~9%,CeO2以硝酸铈的形式加入, 含量为催化剂总重量的1~10%,该催化剂采用共浸渍法制备。

公开号为CN102240543B的中国专利文献公开了一种用于脱硝的 CeO2-ZrO2基SCR催化剂及其制备,该催化剂具有三层结构,以堇青石蜂 窝陶瓷为载体,在所述载体上负载活性涂层,在所述活性涂层上负载改性 涂层。堇青石载体起到骨架担载作用,催化剂的活性涂层主要起到活化 NOx和NH3的作用,改性涂层主要起到存储NH3的作用,避免了催化 剂高温应用时NH3在其表面的深度氧化,且提高了催化剂的抗硫中毒性 能。

以上两个公开的催化剂均能有效的催化还原剂转化烟气中的氮氧化 物,但是上述催化剂对烟气中的碱金属和碱土金属没有抗性,当烟气中的 碱金属或碱土金属含量较高时,用上述催化剂进行催化容易造成催化剂的 中毒,催化活性不理想,造成成本的增加。

公开号为CN102658172A的中国专利文献公开了一种SCR脱硝催化 剂及其制备方法和应用,以硫酸化的氧化锆为载体,载体表面负载稀土金 属氧化物作为活性成分,负载过渡金属氧化物作为助催化剂;该催化剂的 制备方法包括:(1)将氧化锆在硫酸溶液中浸渍,干燥、灼烧后得硫酸化 的氧化锆载体;(2)将所述的氧化锆载体按比例以任意次序与离子形式或 络合形式的待负载金属接触进行吸附,再经干燥、灼烧即得所述的SCR脱 硝催化剂。

对于上述公开号为CN102658172A的中国专利文献,其公开的脱硝催 化剂具有抗碱金属和碱土金属中毒性能,但是该脱硝催化剂的脱硝反应温 度为320~520℃。在工业应用中,SCR脱硝系统通常采用高灰布置的方式 (即将SCR反应器设在省煤器和空预器之间),其操作温度需高于脱硝反 应温度320℃才具有高活性。然而,对于小型工业锅炉、燃气锅炉、燃气 轮机、裂解炉、硝酸厂、炼油厂和垃圾焚烧厂等,其余热利用后的烟气温 度均低于300℃,如强行应用高温SCR脱硝技术,将面临空间和管道受限、 余热锅炉和风机系统改造等问题。

因此,探索并研究活性温度在120~300℃之间的中低温SCR脱硝催化 剂就显得尤为必要,而且该脱硝催化剂应当具有抗SO2、抗碱金属和碱土 金属中毒的能力。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足之处,本发明提供一种催化剂的 制备方法,该方法采用简单的干混法,将杂多酸(或者杂多酸盐)和过渡 金属氧化物干混研磨并煅烧后可以得到具有抗硫及抗碱金属、碱土金属中 毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。

一种具有抗中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂的制备方法,包括以 下操作步骤:

1)将过渡金属盐在下400~700℃煅烧1~10小时,制得过渡金属氧化 物;

2)杂多酸或杂多酸盐与制得的过渡金属氧化物按照质量比1: (0.1~1)混合后,干混研磨得到中间体;

所述杂多酸为磷钨酸或磷钼酸,所述杂多酸盐为磷钨酸或磷钼酸相应 的B类盐;

3)在80~500℃下将步骤2)获得的中间体进行煅烧处理,得到成品。

本发明利用过渡金属氧化物的氧化性能先将部分NO氧化为NO2,而杂 多酸及其盐可以将NO、NO2等摩尔比地吸附在其表面,取代杂多酸中的结 晶水生成[H+(NO2-,NO+)]化合物。由于杂多酸及其盐还具有超强的酸性, 对NH3有很强的吸附作用,因此可将其作为快速SCR反的应平台,NO和 NO2按照等摩尔量吸附在该平台上与NH3发生“快速SCR反应”,最终彻 底将NO和NO2还原为无污染的N2

作为优选,所述过渡金属盐为钴盐、铈盐、锰盐、钒盐中的至少一种。

作为优选,所述杂多酸或杂多酸盐与过渡金属氧化物的质量比为1: 0.1~0.6。

杂多酸盐按其水溶性和比表面积大小分为A类盐和B类盐。A类盐 主要是离子半径较小的阳离子杂多酸盐,比表面小,溶于水;B类盐比表 面大,酸性强,不溶于水。常见可用的杂多酸的B类盐有磷钨酸铯、磷钼 酸铯、磷钨酸钾、磷钼酸钾、磷钨酸铵和磷钼酸铵等。

将过渡金属盐煅烧是为了获得过渡金属氧化物,在纯净氧气中可以提 高过渡金属氧化物的产率,优选地,所述过渡金属盐在氧气气氛下煅烧。

煅烧温度可以影响过渡金属氧化物粒径,煅烧温度越高,粒径越大, 分散性更好;在500℃左右时制备的金属氧化物粒径比和分散性都比较好, 优选地,所述过渡金属盐在400℃~500℃下煅烧1~3小时。

干混研磨的目的是为了将过渡金属氧化物和杂多酸(或杂多酸盐)混 合均匀,同时进一步将过渡金属氧化物和杂多酸(或杂多酸盐)的颗粒研 磨的更细,干混和研磨是同时进行的,优选地,步骤2)中采用球磨机作 为干混研磨的设备,干混研磨时间为1~100小时,转速为50~200r/min。

作为优选,所述干混研磨时间8~10小时,转速为150~200r/min。

作为优选,所述中间体的煅烧温度为80~200℃。

作为优选,所述杂多酸盐为磷钨酸铯、磷钼酸铯、磷钨酸钾和磷钼酸 钾中的一种。

因为SO2被磷钨酸及其盐吸附在表面并不生成硫酸盐,不会覆盖催化 剂的活性位,因此本发明提供的催化剂具有良好的抗SO2中毒性能。而碱 金属、碱土金属被磷钨酸吸附后会生成磷钨酸盐,仍然具有良好的酸性位 和催化性能,因此,本发明所提供的催化剂对碱金属与碱土金属也具有良 好的抗性。

本发明还提供一种具有抗中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂,采用 本发明的制备方法制得。该催化剂不仅对硫及碱金属、碱土金属具有抗性, 而且在中低温(120~300℃)时仍然具有较高活性。

本发明的有益效果在于:

本发明提供的催化剂对使用温度依赖性不高,在中低温(120~300℃) 下仍然具有较高活性,因而可以将催化剂放置于温度相对较低的尾气排放 管道尾部。一方面便于催化剂的放置和更换,另一方面,由于催化剂放置 于管道尾部,待处理烟气经过排放管道后,烟气中的粉尘大部分已经沉 降,原先粉尘中的有害碱金属及碱土金属对催化剂的磨损、堵塞和毒害 都可以有效降低。不仅如此,将反应器置于引风机的出口端,在空间上也 较宽裕,也不需要改造现有引风机,系统改造简单。

此外,利用杂多酸及杂多酸盐对SO2和碱金属、碱土金属特殊的吸 附性能,极大提高了该催化剂的抗SO2、抗碱金属和碱土金属中毒的能 力,对SCR脱硝技术在生物质发电站、水泥炉窑上的应用提供了催化剂 方面的支撑,并且可有效延长用于传统燃煤电厂锅炉和工业锅炉的脱硝 催化剂的使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1:

1)将过渡金属盐六水合硝酸铈在450℃空气气氛中煅烧2小时制得氧 化铈;

2)将50g氧化铈和50g磷钨酸混合后放入行星式球磨机中,以 180r/min的转速旋转研磨10小时,得到中间体;

3)将得到中间体在温度为80℃下煅烧处理1小时,得到具有抗硫及 抗碱金属、碱土金属中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。

催化剂活性测试:

将制备的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、O2、NO和 NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm,[NH3]=600ppm, [O2]=3%,反应温度为200~500℃,空速为40000h-1的条件下,脱硝效率 稳定在90%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,试数据详见表1。

抗碱金属、碱土金属中毒性能测试:

通常含碱金属和碱土金属的燃料在焚烧或燃烧后所得的烟道气中也 包含显著量的碱金属和碱土金属。化石燃料如石油、天然气、煤和水泥包 含少量的碱金属和碱土金属。生物质或生物质燃料例如稻草、木片和木 屑颗粒包含非常高含量的碱金属,尤其是钾以及碱土金属。

通过浸渍法向每1克催化剂中负载0.3克硝酸钾,经400℃煅烧3小 时后,将负载硝酸钾的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、 O2、NO和NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm, [NH3]=600ppm,[O2]=3%,反应温度为200~500℃、空速为40000h-1的条 件下,脱硝效率稳定在80%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表2。

催化剂抗硫性能测试:

在上述模拟烟气中添加100ppm SO2进行测试12h,脱硝效率仍能保 持在80%以上。

测试反应温度取250℃,测试数据详见表3。

实施例2

1)将过渡金属盐碳酸钴在500℃空气气氛中煅烧2小时制得氧化钴;

2)将50g氧化钴和50g磷钨酸混合后放入行星式球磨机中,以 180r/min的转速旋转研磨10小时,得到中间体;

3)将得到中间体在温度为80℃下煅烧处理1小时,得到具有抗硫及 抗碱金属、碱土金属中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。

催化剂活性测试:

将制备的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、O2、NO和 NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm,[NH3]=600ppm, [O2]=3%,反应温度为200~500℃,空速为40000h-1的条件下,脱硝效率 稳定在90%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表1。

抗碱金属、碱土金属中毒性能测试:

通常含碱金属和碱土金属的燃料在焚烧或燃烧后所得的烟道气中也 包含显著量的碱金属和碱土金属。化石燃料如石油、天然气、煤和水泥包 含少量的碱金属和碱土金属。生物质或生物质燃料例如稻草、木片和木 屑颗粒包含非常高含量的碱金属,尤其是钾以及碱土金属。

通过浸渍法向每1克催化剂中负载0.3克硝酸钾,经400℃煅烧3小 时后,将负载硝酸钾的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、 O2、NO和NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm, [NH3]=600ppm,[O2]=3%,反应温度为200~500℃、空速为40000h-1的条 件下,脱硝效率稳定在80%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表2。

催化剂抗硫性能测试:

在上述模拟烟气中添加100ppm SO2进行测试12h,脱硝效率仍能保 持在80%以上。

测试反应温度取250℃,测试数据详见表3。

实施例3

1)将过渡金属盐硝酸钒在450℃空气气氛中煅烧7小时制得氧化钒;

2)将50g氧化钒和50g磷钨酸混合后放入行星式球磨机中,以 180r/min的转速旋转研磨10小时,得到中间体;

3)将得到中间体在温度为80℃下煅烧处理1小时,得到具有抗硫及 抗碱金属、碱土金属中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。

催化剂活性测试:

将制备的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、O2、NO和 NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm,[NH3]=600ppm, [O2]=3%,反应温度为200~500℃℃,空速为40000h-1的条件下,脱硝效 率稳定在90%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表1。

抗碱金属、碱土金属中毒性能测试:

通常含碱金属和碱土金属的燃料在焚烧或燃烧后所得的烟道气中也 包含显著量的碱金属和碱土金属。化石燃料如石油、天然气、煤和水泥包 含少量的碱金属和碱土金属。生物质或生物质燃料例如稻草、木片和木 屑颗粒包含非常高含量的碱金属,尤其是钾以及碱土金属。

通过浸渍法向每1克催化剂中负载0.3克硝酸钾,经400℃煅烧3小 时后,将负载硝酸钾的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、 O2、NO和NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm, [NH3]=600ppm,[O2]=3%,反应温度为200~500℃、空速为40000h-1的条 件下,脱硝效率稳定在80%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表2。

催化剂抗硫性能测试:

在上述模拟烟气中添加100ppm SO2进行测试12h,脱硝效率仍能保 持在80%以上。

测试反应温度取250℃,测试数据详见表3。

实施例4

1)将过渡金属盐醋酸钒在450℃空气气氛中煅烧7小时制得氧化钒;

2)将50g氧化钒和50g磷钼酸混合后放入行星式球磨机中,以 180r/min的转速旋转研磨10小时,得到中间体;

3)将得到中间体在温度为150℃下煅烧处理1小时,得到具有抗硫及 抗碱金属、碱土金属中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。

催化剂活性测试:

将制备的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、O2、NO和 NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm,[NH3]=600ppm, [O2]=3%,反应温度为200~500℃,空速为40000h-1的条件下,脱硝效率 稳定在90%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表1。

抗碱金属、碱土金属中毒性能测试:

通常含碱金属和碱土金属的燃料在焚烧或燃烧后所得的烟道气中也 包含显著量的碱金属和碱土金属。化石燃料如石油、天然气、煤和水泥包 含少量的碱金属和碱土金属。生物质或生物质燃料例如稻草、木片和木 屑颗粒包含非常高含量的碱金属,尤其是钾以及碱土金属。

通过浸渍法向每1克催化剂中负载0.3克硝酸钾,经400℃煅烧3小 时后,将负载硝酸钾的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、 O2、NO和NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm, [NH3]=600ppm,[O2]=3%,反应温度为200~500℃、空速为40000h-1的条 件下,脱硝效率稳定在80%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表2。

催化剂抗硫性能测试:

在上述模拟烟气中添加100ppm SO2进行测试12h,脱硝效率仍能保 持在80%以上。

测试反应温度取250℃,测试数据详见表3。

实施例5

1)将过渡金属盐六水合硝酸铈在450℃空气气氛中煅烧7小时制得氧 化铈;

2)将50g氧化铈和50g磷钨酸铯混合后放入行星式球磨机中,以 180r/min的转速旋转研磨8小时,得到中间体;

3)将得到中间体在温度为150℃下煅烧处理1小时,得到具有抗硫及 抗碱金属、碱土金属中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。

催化剂活性测试:

将制备的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、O2、NO和 NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm,[NH3]=600ppm, [O2]=3%,反应温度为200~500℃,空速为40000h-1的条件下,脱硝效率 稳定在90%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表1。

抗碱金属、碱土金属中毒性能测试:

通常含碱金属和碱土金属的燃料在焚烧或燃烧后所得的烟道气中也 包含显著量的碱金属和碱土金属。化石燃料如石油、天然气、煤和水泥包 含少量的碱金属和碱土金属。生物质或生物质燃料例如稻草、木片和木 屑颗粒包含非常高含量的碱金属,尤其是钾以及碱土金属。

通过浸渍法向每1克催化剂中负载0.3克硝酸钾,经400℃煅烧3小 时后,将负载硝酸钾的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、 O2、NO和NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm, [NH3]=600ppm,[O2]=3%,反应温度为200~500℃、空速为40000h-1的条 件下,脱硝效率稳定在80%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表2。

催化剂抗硫性能测试:

在上述模拟烟气中添加100ppm SO2进行测试12h,脱硝效率仍能保 持在80%以上。

测试反应温度取250℃,测试数据详见表3。

实施例6

1)将过渡金属盐六水合硝酸铈在450℃空气气氛中煅烧7小时制得氧 化铈;

2)将50g氧化铈和50g磷钨酸钾混合后放入行星式球磨机中,以 200r/min的转速旋转研磨8小时,得到中间体;

3)将得到中间体在温度为150℃下煅烧处理1小时,得到具有抗硫及 抗碱金属、碱土金属中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。

催化剂活性测试:

将制备的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、O2、NO和 NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm,[NH3]=600ppm, [O2]=3%,反应温度为200~500℃,空速为40000h-1的条件下,脱硝效率 稳定在90%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表1。

抗碱金属、碱土金属中毒性能测试:

通常含碱金属和碱土金属的燃料在焚烧或燃烧后所得的烟道气中也 包含显著量的碱金属和碱土金属。化石燃料如石油、天然气、煤和水泥包 含少量的碱金属和碱土金属。生物质或生物质燃料例如稻草、木片和木 屑颗粒包含非常高含量的碱金属,尤其是钾以及碱土金属。

通过浸渍法向每1克催化剂中负载0.3克硝酸钾,经400℃煅烧3小 时后,将负载硝酸钾的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、 O2、NO和NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm, [NH3]=600ppm,[O2]=3%,反应温度为200~500℃、空速为40000h-1的条 件下,脱硝效率稳定在80%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表2。

催化剂抗硫性能测试:

在上述模拟烟气中添加100ppm SO2进行测试12h,脱硝效率仍能保 持在80%以上。

测试反应温度取250℃,测试数据详见表3。

实施例7

1)将过渡金属盐醋酸钒在450℃空气气氛中煅烧7小时制得氧化钒;

2)将50g氧化钒和50g磷钨酸钾混合后放入行星式球磨机中,以 200r/min的转速旋转研磨8小时,得到中间体;

3)将得到中间体在温度为100℃下煅烧处理1小时,得到具有抗硫及 抗碱金属、碱土金属中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。

催化剂活性测试:

将制备的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、O2、NO和 NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm,[NH3]=600ppm, [O2]=3%,反应温度为200~500℃,空速为40000h-1的条件下,脱硝效率 稳定在90%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表1。

抗碱金属、碱土金属中毒性能测试:

通常含碱金属和碱土金属的燃料在焚烧或燃烧后所得的烟道气中也 包含显著量的碱金属和碱土金属。化石燃料如石油、天然气、煤和水泥包 含少量的碱金属和碱土金属。生物质或生物质燃料例如稻草、木片和木 屑颗粒包含非常高含量的碱金属,尤其是钾以及碱土金属。

通过浸渍法向每1克催化剂中负载0.3克硝酸钾,经400℃煅烧3小 时后,将负载硝酸钾的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、 O2、NO和NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm, [NH3]=600ppm,[O2]=3%,反应温度为200~500℃、空速为40000h-1的条 件下,脱硝效率稳定在80%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表2。

催化剂抗硫性能测试:

在上述模拟烟气中添加100ppm SO2进行测试12h,脱硝效率仍能保 持在80%以上。

测试反应温度取250℃,测试数据详见表3。

实施例8

1)将过渡金属盐醋酸钒在450℃空气气氛中煅烧7小时制得氧化钒;

2)将50g氧化钒和50g磷钨酸钾混合后放入行星式球磨机中,以 200r/min的转速旋转研磨8小时,得到中间体;

3)将得到中间体在温度为500℃下煅烧处理1小时,得到具有抗硫及 抗碱金属、碱土金属中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。

催化剂活性测试:

将制备的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、O2、NO和 NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm,[NH3]=600ppm, [O2]=3%,反应温度为200~500℃,空速为40000h-1的条件下,脱硝效率 稳定在90%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表1。

抗碱金属、碱土金属中毒性能测试:

通常含碱金属和碱土金属的燃料在焚烧或燃烧后所得的烟道气中也 包含显著量的碱金属和碱土金属。化石燃料如石油、天然气、煤和水泥包 含少量的碱金属和碱土金属。生物质或生物质燃料例如稻草、木片和木 屑颗粒包含非常高含量的碱金属,尤其是钾以及碱土金属。

通过浸渍法向每1克催化剂中负载0.3克硝酸钾,经400℃煅烧3小 时后,将负载硝酸钾的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、 O2、NO和NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm, [NH3]=600ppm,[O2]=3%,反应温度为200~500℃、空速为40000h-1的条 件下,脱硝效率稳定在80%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表2。

催化剂抗硫性能测试:

在上述模拟烟气中添加100ppm SO2进行测试12h,脱硝效率仍能保 持在80%以上。

测试反应温度取250℃,测试数据详见表3。

实施例9

1)将过渡金属盐醋酸钒在450℃空气气氛中煅烧7小时制得氧化钒;

2)将50g氧化钒和100g磷钨酸钾混合后放入行星式球磨机中,以 200r/min的转速旋转研磨8小时,得到中间体;

3)将得到中间体在温度为500℃下煅烧处理1小时,得到具有抗硫及 抗碱金属、碱土金属中毒性能的中低温SCR脱硝催化剂。

催化剂活性测试:

将制备的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、O2、NO和 NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm,[NH3]=600ppm, [O2]=3%,反应温度为200~500℃,空速为40000h-1的条件下,脱硝效率 稳定在90%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表1。

抗碱金属、碱土金属中毒性能测试:

通常含碱金属和碱土金属的燃料在焚烧或燃烧后所得的烟道气中也 包含显著量的碱金属和碱土金属。化石燃料如石油、天然气、煤和水泥包 含少量的碱金属和碱土金属。生物质或生物质燃料例如稻草、木片和木 屑颗粒包含非常高含量的碱金属,尤其是钾以及碱土金属。

通过浸渍法向每克催化剂中负载0.3克硝酸钾,经400℃煅烧3小时 后,将负载硝酸钾的催化剂放入固定床石英管反应器中,通入由N2、O2、 NO和NH3组成的模拟烟气进行测试,其中[NO]=600ppm,[NH3]=600 ppm,[O2]=3%,反应温度为200~500℃、空速为40000h-1的条件下,脱 硝效率稳定在80%以上。

测试反应温度具体取140℃、180℃、220℃、240℃、300℃、360℃、 420℃、500℃,测试数据详见表2。

催化剂抗硫性能测试:

在上述模拟烟气中添加100ppm SO2进行测试12h,脱硝效率仍能保 持在80%以上。

测试反应温度取250℃,测试数据详见表3。

表1

表1为以上各个实施例制备的催化剂在不同温度条件下的脱硝效率。

表2

表2为以上各个实施例制备的催化剂在添加了碱金属化合物硝酸钾 后,在不同温度条件下的脱硝效率。

表3

表3为模拟烟气中添加了100ppm SO2时,以上各个实施例制备的催 化剂在250℃温度条件下不同时间的脱硝效率。

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