一種電廠除塵后用低溫脫硝催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電廠除塵后用低溫脫硝催化劑，以及該催化劑的制備方法，屬于 工業(yè)脫硝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著"十二五"期間國家對氮氧化物排放的控制越來越嚴(yán)格，單純的低氮燃燒技術(shù) 已無法滿足現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，選擇性催化還原（SCR)技術(shù)因其高效可靠的脫硝性能，已 開始在國內(nèi)燃煤電廠逐步推廣應(yīng)用，該技術(shù)的主要原理是以冊13為還原劑，在脫硝催化劑的 作用下，選擇性地將N0X還原成N 2。目前最常用的SCR催化劑為釩鎢鈦催化劑，該V205-W0 3(M〇03) /1102系列中，1102作為主要載體，V 205和W03作為主要活性組分。
[0003] 但是，由于其催化劑活性溫度較高，催化活性窗口在300°C~430°C左右，因而在 火電廠應(yīng)用采用高含塵布置方式，即布置在鍋爐省煤器之后、空預(yù)器之前。在這個(gè)位置上雖 然催化劑有較高的活性和抗硫抗水性能，但所處的煙氣環(huán)境中存在粉塵濃度較高、重金屬 濃度較高等因素，使得催化劑長期處于易磨損、易堵塞、易中毒的條件下，因此需要頻繁進(jìn) 行吹灰清潔等維護(hù)，影響催化劑使用壽命，增加了運(yùn)行運(yùn)行成本。而如果將催化劑的工作環(huán) 境向煙氣下游推移至除塵器之后、脫硫裝置之前，采用低含塵布置方式，此時(shí)即可減少催化 劑磨損、堵塞以及中毒失活的問題，但是該布置方式的煙氣溫度也下降到150°C~200°C之 間，普通的釩鎢鈦催化劑并不適用。
[0004] 另外，我國的玻璃窯爐、水泥窯爐這類工業(yè)窯爐在運(yùn)行過程中，排放的氮氧化物也 占到國內(nèi)氮氧化物排放總量的很大一部分，是僅次于火電廠的第二排放源，而工業(yè)窯爐的 煙氣溫度相對較低，大多在150°C~250°C之間，該溫度區(qū)間內(nèi)現(xiàn)有的釩鎢鈦催化劑活性較 低，因此，研究開發(fā)適用于火電廠除塵器之后以及工業(yè)窯爐的低溫?zé)煔饷撓醮呋瘎┚哂兄?要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種電廠除塵后用低溫脫硝催化 劑，具體技術(shù)方案如下： 一種電廠除塵后用低溫脫硝催化劑，所述催化劑按照以下重量分?jǐn)?shù)： 超細(xì)二氧化鈦 55份~91份 活性炭 0. 5份~10份 聚氧化乙烯 1份~5份 硝酸鈰 1份~6份 偏釩酸銨 0. 05份~10份 七鉬酸銨 0. 05份~15份 仲鎢酸銨 0. 05份~10份 羧甲基纖維素 1份~5份 去離子水 10份~30份 單乙醇胺 1份~15份 草酸 1份~5份 進(jìn)行混合制備而成。
[0006] 作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述超細(xì)二氧化鈦粒徑為lnm~50nm，活性炭粒徑為 10nm ~50nm〇
[0007] 作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述硝酸鈰為水溶性的硝酸鈰水合物，所述仲鎢酸銨 為水溶性的仲鎢酸銨水合物。
[0008] 上述技術(shù)方案提供的低溫脫硝催化劑選擇性好，低溫活性好，能夠在150°C~ 270°C之間保持高效脫硝，可將該種催化劑應(yīng)用于火電廠除塵器之后、脫硫裝置之前，并且 能夠適應(yīng)工業(yè)窯爐在運(yùn)行過程中煙氣溫度在150°C~250°C的中低溫區(qū)間的特點(diǎn)，有益效 果顯著，值得推廣應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種上述脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟： (1) 將配方量的的水溶性仲鎢酸銨與草酸混合均勻，并用去離子水將其溶解完全，形成 均勻的溶液，靜置lh~3h; (2) 將配方量的偏釩酸銨和單乙醇胺混合均勻，并用去離子水將其溶解完全，形成均勻 的溶液，靜置lh~3h; (3) 將配方量的七鉬酸銨和單乙醇胺混合均勻，并用去離子水將其溶解完全，形成均勻 的溶液，靜置lh~3h; (4) 將配方量的硝酸鈰用去離子水溶解完全，并攪拌均勻，靜置lh~3h ; (5) 將步驟（1) (2) (3) (4)中三個(gè)溶液混合，攪拌均勻，加入配方量的二氧化鈦和活 性炭后繼續(xù)攪拌均勻，轉(zhuǎn)移到超聲波發(fā)生器中超聲分散，得到分散均勻的混合液； (6) 將步驟（5)的混合液中加入配方量的聚氧化乙烯和羧甲基纖維素，高速攪拌lh~ 3h，得到攪拌均勻的漿液； (7) 將步驟（6)中的漿液烘干成固體物料； (8 )將步驟（7 )中的固體物料煅燒后自然冷卻即得到所需的催化劑。
[0010] 作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟（1)、（2)、（3)、（4)中采用恒溫磁力攪拌，攪拌 條件為在溫度50°C~80°C攪拌lh~3h。
[0011] 作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟（5)中超聲波功率為200W~700W，頻率為 30Hz~50Hz，超聲時(shí)間為lh~5h。
[0012] 作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟（6)中高速攪拌速度為3000r/min。
[0013] 作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟（7)中烘干溫度為60°C~140°C。
[0014] 作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟（8)中煅燒溫度為300°C~700°C，煅燒保溫 時(shí)間為3h~7h。
[0015] 上述技術(shù)方案制備的低溫脫硝催化劑經(jīng)檢測，在150°C~250°C脫硝性能穩(wěn)定，能 夠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0017] 實(shí)施例一 按照下列步驟進(jìn)行低溫脫硝催化劑的制備， (1) 將6. 55g水溶性仲鎢酸銨與3. 30g草酸混合均勻，并用去離子水將其溶解完全，恒 溫磁力攪拌，攪拌條件為在溫度50°C攪拌3h，形成均勻的溶液，靜置lh ; (2) 將4. 43g偏釩酸銨和4. 70g單乙醇胺混合均勻，并用去離子水將其溶解完全，恒溫 磁力攪拌，攪拌條件為在溫度52°C攪拌3h，形成均勻的溶液，靜置3h ; (3) 將2. 78g七鉬酸銨和2. 30g單乙醇胺混合均勻，并用去離子水將其溶解完全，恒溫 磁力攪拌，攪拌條件為在溫度53°C攪拌3h，形成均勻的溶液，靜置3h ; (4) 將3. 70g硝酸鈰用去離子水溶解完全，恒溫磁力攪拌，攪拌條件為在溫度50°C攪拌 3h，靜置3h ; (5) 將步驟（1) (2) (3) (4)中三個(gè)溶液混合，攪拌均勻，加入95. 00g二氧化鈦和5. Olg 活性炭后繼續(xù)攪拌均勻，轉(zhuǎn)移到超聲波發(fā)生器中超聲分散，得到分散均勻的混合液，該步驟 中超聲波功率為200W，頻率為30Hz，超聲時(shí)間為2h ; (6) 將步驟（5)的混合液中加入1. 35g聚氧化乙稀和0. 75g羧甲基纖維素，高速攪拌 lh，攪拌速度為3000r/min，得到攪拌均勻的漿液； (7) 將步驟（6)中的漿液在120°C烘干成固體物料； (8) 將步驟（7)中的固體物料在700°C煅燒4h，煅燒后自然冷卻即得到所需的催化劑。
[0018] 將經(jīng)過上述步驟得到脫硝催化劑在自制管式SCR反應(yīng)器中進(jìn)行脫硝反應(yīng)活性評 價(jià)，其中模擬煙氣的組成為600ppm NH3、600ppm N0和3% 02，總流速為350ml/min，設(shè)計(jì)反應(yīng) 溫度區(qū)間為120°C~420°C。反應(yīng)器尾管進(jìn)出口氣體濃度由Testo350-XL煙氣分析儀進(jìn)行 在線檢測，其脫硝效率見下表1。
[0019] 實(shí)施例二 按照下列步驟進(jìn)行低溫脫硝催化劑的制備， (1) 將3. 69g水溶性仲鎢酸銨與1. 84g草酸混合均勻，并用去離子水將其溶解完全，恒 溫磁力攪拌，攪拌條件為在溫度80°C攪拌lh，形成均勻的溶液，靜置2h ; (2) 將6. 46g偏釩酸銨和6. 70g單乙醇胺混合均勻，并用去離子水將其溶解完全，恒溫 磁力攪拌，攪拌條件為在溫度79°C攪拌lh，形成均勻的溶液，靜置lh ; (3) 將4. 08g七鉬酸銨和3. 78g單乙醇胺混合均勻，并用去離子水將其溶解完全，恒溫 磁力攪拌，攪拌條件為在溫度80°C攪拌lh，形成均勻的溶液，靜置lh ; (4) 將3. 70g硝酸鈰用去離子水溶解完全，恒溫磁力攪拌，攪拌條件為在溫度80°C攪拌 lh，靜置lh ; (5) 將步驟（1) (2) (3) (4)中三個(gè)溶液混合，攪拌均勻，加入85. 21g二氧化鈦和10. 10g 活性炭后繼續(xù)攪拌均勻，轉(zhuǎn)移到超聲波發(fā)生器中超聲分散，得到分散均勻的混合液，該步驟 中超聲波功率為700W，頻率為50Hz，超聲時(shí)間為2h ; (6) 將步驟（5)的混合液中加入1. 15g聚氧化乙稀和0. 54g羧甲基纖維素，高速攪拌 lh，攪拌速度為3000r/min，得到攪拌均勻的漿液； (7) 將步驟（6)中的漿液在120°C烘干成固體物料； (8) 將步驟（7)中的固體物料在600°C煅燒5h，煅燒后自然冷卻即得到所需的催化劑。
[0020] 將經(jīng)過上述步驟得到脫硝催化劑按照實(shí)施例一的方法進(jìn)行測試，其脫硝效率見下 表1。
[0021] 實(shí)施例三 按照下列步驟進(jìn)行低溫脫硝催化劑的制備， (1) 將9. 68g水溶性仲鎢酸銨與4. 84g草酸混合均勻，并用去離子水將其溶解完全，恒