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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410849845.8 (22)申请日 2014.12.31 B01J 23/889(2006.01) B01D 53/90(2006.01) B01D 53/56(2006.01) (71)申请人安徽省元琛环保科技有限公司 地址 230011 安徽省合肥市新站区三元产业 园 (72)发明人江厚兵 刘江峰 徐辉 (74)专利代理机构安徽汇朴律师事务所 34116 代理人汪蕙 (54) 发明名称 一种抗磷低温SCR脱硝催化剂及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种抗磷低温SCR脱硝催化剂 及其制备方法,该催化剂由二氧化锆、二氧化。
2、锰和 三氧化二铁组成,其中二氧化锆是催化剂载体、二 氧化锰是活性成分,三氧化二铁是助剂。本发明相 比现有技术具有以下优点:脱硝催化剂在较高浓 度挥发性磷物质的存在下,保持很好的脱硝活性, 能应用在燃煤电厂脱硝装置中,尤其是使用高含 磷量燃煤的电厂中应用;本脱硝催化剂在180 300间能够保持脱硝活性在88以上,能够解 决脱硝工程中催化剂的活性温度要求过高的问 题,从而可以将脱硝装置置于除尘之后,有效延长 SCR脱硝催化剂的使用寿命。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 104437540 A 。
3、(43)申请公布日 2015.03.25 CN 104437540 A 1/1页 2 1.一种抗磷低温SCR脱硝催化剂,其特征在于:所述抗磷低温SCR脱硝催化剂由二氧 化锆、二氧化锰和三氧化二铁组成。 2.如权利要求1所述一种抗磷低温SCR脱硝催化剂,其特征在于:所述二氧化锆的粒 径为23nm、比表面积为87m 2 /g。 3.如权利要求1所述一种抗磷低温SCR脱硝催化剂,其特征在于:所述二氧化锆、二氧 化锰和三氧化二铁在催化剂中的质量百分数分别为:二氧化锆8591、二氧化锰5、三 氧化二铁410。 4.一种制备如权利要求1或2或3所述一种抗磷低温SCR脱硝催化剂的方法,其特征 在于步骤如下:。
4、 步骤一、称取硝酸锰、硝酸铁和二氧化锆; 步骤二、将称取的硝酸锰、硝酸铁加入去离子水中制成浸渍液A,经浸渍液A加热至 90备用; 步骤三、将二氧化锆加入去离子水中搅拌加热至80,制成浸渍液B; 步骤四、将浸渍液A加入浸渍液B中,搅拌混合12h; 步骤五、向步骤四制得的混合物中加入氨水后升温至100,恒温持续搅拌24h; 步骤六、将步骤五获得的产品抽滤,100下烘10h,再于马弗炉中焙烧后获得所述催化 剂。 5.如权利要求4所述一种制备脱硝催化剂的方法,其特征在于:所述步骤二中,浸渍液 A中硝酸锰、硝酸铁和去离子水的质量比为(3-6):(5-14):(20-100),所述步骤三中,浸渍 液B中二。
5、氧化锆与去离子水的质量比为1.23:20。 6.如权利要求4所述一种制备脱硝催化剂的方法,其特征在于:所述步骤五中,每克硝 酸锰搭配使用2.47ml氨水,每克硝酸铁搭配使用3.17ml氨水,氨水的添加量为硝酸铁和硝 酸锰分别搭配使用的氨水量之和,氨水的质量浓度为25。 7.如权利要求4所述一种制备脱硝催化剂的方法,其特征在于:所述步骤四中,混合后 硝酸锰、硝酸铁和二氧化锆的质量比为(3-6):(5-14):(86-92)。 8.如权利要求4所述一种制备脱硝催化剂的方法,其特征在于:所述步骤六中,焙烧时 间为77h,前40h匀速升温至500,恒温25h后,匀速降温12h至室温。 权 利 要 求 。
6、书CN 104437540 A 1/4页 3 一种抗磷低温 SCR 脱硝催化剂及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及燃煤电厂SCR脱硝催化剂领域,尤其涉及的是一种抗磷低温SCR脱硝 催化剂及其制备方法。 背景技术 0002 火力发电是我国现阶段主要的发电手段,煤炭是火力发电厂最主要燃料。煤炭燃 烧会产生大量的氮氧化物(NO X ),NO X 是大气污染的主要原因之一。NO X 可形成形成光化学 烟雾、酸雨等。为了控制NO X 的污染,我国出台一些列政策,我国逐年降低NO X 排放值,2014 年,NO X 排放值为100mg/m 3 ,所以应不断提高烟气脱硝技术。 0003 选择性还原脱。
7、硝技术是目前广泛应用的脱硝技术,原理是在脱硝催化剂的作用 下,NH 3 、O 2 和NO X 反应生成无毒的N 2 和H 2 O。脱硝催化剂是该技术的关键。目前应用最广泛 的钒钛系蜂窝脱硝催化剂,此类催化剂以V 2 O 5 为活性物质,WO 3 和MoO 3 为助剂,具有活性高、 选择性好、抗硫性强等特点,但是钒钛系催化剂的反应温度较高,在300400之间,脱 硝装置必须安装在脱硫除尘装置之前,这样严重降低催化剂使用寿命。如果将催化剂置于 脱硫除尘之后,必须要对烟气加热,大大增加了能耗。所以开发一种低温脱硝催化剂具有重 要的意义。 0004 燃煤中结合了大量的有机磷,在燃烧过程中,会释放出大量。
8、的挥发性磷化合物。挥 发性磷化合物会加速SCR脱硝催化剂失活,降低使用寿命,增加脱硝成本,所以增加脱硝催 化剂的抗磷性非常重要。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种抗磷低温SCR脱硝催化剂及 其制备方法。 0006 本发明是通过以下技术方案实现的:一种抗磷低温SCR脱硝催化剂,其特征在于: 抗磷低温SCR脱硝催化剂由二氧化锆、二氧化锰和三氧化二铁组成。 0007 作为对上述方案的进一步改进,二氧化锆的粒径为23nm、比表面积为87m 2 /g。 0008 作为对上述方案的进一步改进,二氧化锆、二氧化锰和三氧化二铁在催化剂中的 质量百分数分别为:二氧化锆8591、。
9、二氧化锰25、三氧化二铁413。 0009 本发明还提供了一种制备上述抗磷低温SCR脱硝催化剂的方法,其特征在于步骤 如下: 0010 步骤一、称取硝酸锰、硝酸铁和二氧化锆; 0011 步骤二、将称取的硝酸锰、硝酸铁加入去离子水中制成浸渍液A,经浸渍液A加热 至90备用; 0012 步骤三、将二氧化锆加入去离子水中搅拌加热至80,制成浸渍液B; 0013 步骤四、将浸渍液A加入浸渍液B中,搅拌混合12h; 0014 步骤五、向步骤四制得的混合物中加入氨水后升温至100,恒温持续搅拌24h; 说 明 书CN 104437540 A 2/4页 4 0015 步骤六、将步骤五获得的产品抽滤,100下。
10、烘10h,再于马弗炉中焙烧后获得催化 剂。 0016 作为对上述方案的进一步改进,所述步骤二中,浸渍液A中硝酸锰、硝酸铁和去离 子水的质量比为(3-6):(5-14):(20-100),所述步骤三中,浸渍液B中二氧化锆与去离子水 的质量比为1.23:20。 0017 作为对上述方案的进一步改进,所述步骤五中,每克硝酸锰搭配使用2.47ml氨 水,每克硝酸铁搭配使用3.17ml氨水,氨水的添加量为硝酸铁和硝酸锰分别搭配使用的氨 水量之和,氨水的质量浓度为25。 0018 作为对上述方案的进一步改进,所述步骤四中,混合后硝酸锰、硝酸铁和二氧化锆 的质量比为(3-6):(5-14):(86-92)。。
11、 0019 作为对上述方案的进一步改进,步骤六中,焙烧时间为77h,前40h匀速升温至 500,恒温25h后,匀速降温12h至室温。 0020 本发明相比现有技术具有以下优点:脱硝催化剂在较高浓度挥发性磷物质的存在 下,保持很好的脱硝活性,能应用在燃煤电厂脱硝装置中,尤其是使用高含磷量燃煤的电厂 中应用;本脱硝催化剂在180300间能够保持脱硝活性在88以上,能够解决脱硝工 程中催化剂的活性温度要求过高的问题,从而可以将脱硝装置置于除尘之后,有效延长SCR 脱硝催化剂的使用寿命。 具体实施方式 0021 下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施,给出了详细的。
12、实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。 0022 实施例1 0023 一种抗磷低温SCR脱硝催化剂,由二氧化锆、二氧化锰和三氧化二铁组成,二氧化 锆的粒径为23nm、比表面积为87m 2 /g,二氧化锆、二氧化锰和三氧化二铁在催化剂中的质量 百分数分别为:二氧化锆85、二氧化锰5、三氧化二铁10。该催化剂中的MnO 2 是一种 低温脱硝活性物种,能在180300保持高脱硝活性,Fe 2 O 3 对催化剂进行改性,加强催化 剂的酸性活性位,使Mn-OH键强度增加,使生成P-OH键生成可能性大大降低,增加催化剂的 抗磷性。二氧化锆作为一种载体,相对于传统载体二氧化钛,具。
13、有较高的热稳定性,不易烧 结。 0024 分别将MnO 2 -Fe 2 O 3 /ZrO 2 脱硝催化剂和V 2 O 5 -WO 3 /TiO 2 脱硝催化剂进行抗磷性实验。 催化剂装填质量为2g,五氧化二磷的浓度为700ppm,氧气浓度为7,载气为氮气,反应温 度400。在24h内,MnO 2 -Fe 2 O 3 /ZrO 2 脱硝催化剂活性基本保持在88左右,V 2 O 5 -WO 3 /TiO 2 脱硝催化剂在5h后急剧下降,到15h时,降低到40。说明MnO 2 -Fe 2 O 3 /ZrO 2 脱硝催化剂具 有很好的抗磷作用。 0025 催化剂装填质量为2g,初始气体浓度为:氧气5,。
14、一氧化氮600ppm,氨气 600ppm,二氧化硫500ppm,五氧化二磷700ppm,氮气的流量为45ml/s,气体的总流量为 55ml/s,在反应温度在180300之间时,催化剂的脱硝率保持在88以上。 0026 实施例2 说 明 书CN 104437540 A 3/4页 5 0027 一种抗磷低温SCR脱硝催化剂,由二氧化锆、二氧化锰和三氧化二铁组成,二氧化 锆的粒径为23nm、比表面积为87nm,二氧化锆、二氧化锰和三氧化二铁在催化剂中的质量 百分数分别为:二氧化锆91、二氧化锰5、三氧化二铁4。该催化剂中的MnO 2 是一种 低温脱硝活性物种,能在180300保持高脱硝活性,Fe 2。
15、 O 3 对催化剂进行改性,加强催化 剂的酸性活性位,使Mn-OH键强度增加,使生成P-OH键生成可能性大大降低,增加催化剂的 抗磷性。二氧化锆作为一种载体,相对于传统载体二氧化钛,具有较高的热稳定性,不易烧 结。 0028 分别将MnO 2 -Fe 2 O 3 /ZrO 2 脱硝催化剂和V 2 O 5 -WO 3 /TiO 2 脱硝催化剂进行抗磷性实验。 催化剂装填质量为2g,五氧化二磷的浓度为700ppm,氧气浓度为7,载气为氮气,反应温 度400。在24h内,MnO 2 -Fe 2 O 3 /ZrO 2 脱硝催化剂活性基本保持在88左右,V 2 O 5 -WO 3 /TiO 2 脱硝催化。
16、剂在5h后急剧下降,到15h时,降低到40。说明MnO 2 -Fe 2 O 3 /ZrO 2 脱硝催化剂具 有很好的抗磷作用。 0029 催化剂装填质量为2g,初始气体浓度为:氧气5,一氧化氮600ppm,氨气 600ppm,二氧化硫500ppm,五氧化二磷700ppm,氮气的流量为45ml/s,气体的总流量为 55ml/s,在反应温度在180300之间时,催化剂的脱硝率保持在88以上。 0030 实施例3 0031 一种抗磷低温SCR脱硝催化剂,由二氧化锆、二氧化锰和三氧化二铁组成,二氧化 锆的粒径为23nm、比表面积为87m 2 /g,二氧化锆、二氧化锰和三氧化二铁在催化剂中的质量 百分数。
17、分别为:二氧化锆88、二氧化锰5、三氧化二铁7。该催化剂中的MnO 2 是一种 低温脱硝活性物种,能在180300保持高脱硝活性,Fe 2 O 3 对催化剂进行改性,加强催化 剂的酸性活性位,使Mn-OH键强度增加,使生成P-OH键生成可能性大大降低,增加催化剂的 抗磷性。二氧化锆作为一种载体,相对于传统载体二氧化钛,具有较高的热稳定性,不易烧 结。 0032 分别将MnO 2 -Fe 2 O 3 /ZrO 2 脱硝催化剂和V 2 O 5 -WO 3 /TiO 2 脱硝催化剂进行抗磷性实验。 催化剂装填质量为2g,五氧化二磷的浓度为700ppm,氧气浓度为7,载气为氮气,反应温 度400。在2。
18、4h内,MnO 2 -Fe 2 O 3 /ZrO 2 脱硝催化剂活性基本保持在88左右,V 2 O 5 -WO 3 /TiO 2 脱硝催化剂在5h后急剧下降,到15h时,降低到40。说明MnO 2 -Fe 2 O 3 /ZrO 2 脱硝催化剂具 有很好的抗磷作用。 0033 催化剂装填质量为2g,初始气体浓度为:氧气5,一氧化氮600ppm,氨气 600ppm,二氧化硫500ppm,五氧化二磷700ppm,氮气的流量为45ml/s,气体的总流量为 55ml/s,在反应温度在180300之间时,催化剂的脱硝率保持在88以上。 0034 实施例4 0035 一种制备上述抗磷低温SCR脱硝催化剂的方。
19、法,其特征在于步骤如下: 0036 步骤一、称取硝酸锰、硝酸铁和二氧化锆。 0037 步骤二、将称取的硝酸锰、硝酸铁加入去离子水中制成浸渍液A,经浸渍液A加热 至90备用;浸渍液A中硝酸锰、硝酸铁和去离子水的质量比为6:14:100。 0038 步骤三、将二氧化锆加入去离子水中搅拌加热至80,制成浸渍液B;浸渍液B中 二氧化锆与去离子水的质量比为1.23:20。 0039 步骤四、将浸渍液A加入浸渍液B中,搅拌混合12h;混合后混合后硝酸锰、硝 说 明 书CN 104437540 A 4/4页 6 酸铁和二氧化锆的质量比为6:14:86。 0040 步骤五、向步骤四制得的混合物中加入氨水后升温。
20、至100,恒温持续搅拌24h; 每克硝酸锰搭配使用2.47ml氨水,每克硝酸铁搭配使用3.17ml氨水,氨水的添加量为硝酸 铁和硝酸锰分别搭配使用的氨水量之和,氨水的质量浓度为25。 0041 步骤六、将步骤五获得的产品抽滤,100下烘10h,再于马弗炉中焙烧后获得催化 剂;焙烧时间为77h,前40h匀速升温至500,恒温25h后,匀速降温12h至室温。 0042 实施例5 0043 一种制备上述抗磷低温SCR脱硝催化剂的方法,其特征在于步骤如下: 0044 步骤一、称取硝酸锰、硝酸铁和二氧化锆。 0045 步骤二、将称取的硝酸锰、硝酸铁加入去离子水中制成浸渍液A,经浸渍液A加热 至90备用;。
21、浸渍液A中硝酸锰、硝酸铁和去离子水的质量比为3:5:20。 0046 步骤三、将二氧化锆加入去离子水中搅拌加热至80,制成浸渍液B;浸渍液B中 二氧化锆与去离子水的质量比为1.23:20。 0047 步骤四、将浸渍液A加入浸渍液B中,搅拌混合12h;混合后混合后硝酸锰、硝 酸铁和二氧化锆的质量比为3:5:92。 0048 步骤五、向步骤四制得的混合物中加入氨水后升温至100,恒温持续搅拌24h; 每克硝酸锰搭配使用2.47ml氨水,每克硝酸铁搭配使用3.17ml氨水,氨水的添加量为硝酸 铁和硝酸锰分别搭配使用的氨水量之和,氨水的质量浓度为25。 0049 步骤六、将步骤五获得的产品抽滤,100下烘10h,再于马弗炉中焙烧后获得催化 剂;焙烧时间为77h,前40h匀速升温至500,恒温25h后,匀速降温12h至室温。 0050 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 104437540 A 。