專利名稱：一種脫硝催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫硝催化劑及其制備方法，屬于大氣污染中使用的環(huán)保催化材料 領(lǐng)域，具體地說是一種利用石煤灰渣制備的煙氣選擇性催化還原法脫硝催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
氮氧化物(NOx)是世界各國(guó)公認(rèn)的主要大氣污染物之一。它破壞臭氧層，形成酸雨 和光化學(xué)煙霧，影響生態(tài)環(huán)境，危害人類健康，目前氮氧化物減排已受到人們極大的關(guān)注。 選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝技術(shù)因其具有較好地催化活性、選擇性和熱穩(wěn)定性等優(yōu) 點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的煙氣脫硝工程中，亦成為燃煤煙氣脫硝的主流技術(shù)。由于催化劑 的活性較大程度上決定了 SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的脫硝效率，因此活性優(yōu)良的催化劑成為SCR 煙氣脫硝技術(shù)的關(guān)鍵。同時(shí)，由于催化劑活性成分添加量大且價(jià)格昂貴，因此如何開發(fā)出高 效、廉價(jià)的SCR煙氣脫硝催化劑已成為國(guó)內(nèi)外煙氣脫硝領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。目前已申請(qǐng)的有關(guān)SCR煙氣脫硝催化劑的專利有多種，從公開的專利可以看出， 各類SCR煙氣脫硝催化劑使用的載體和活性成分各不相同。按照催化劑主要活性成分可以 分為釩類催化劑和非釩類催化劑兩大類。釩類催化劑如專利(CN101284229)是將鈦基陶瓷 浸漬鈦鋯釩復(fù)合溶膠后，再經(jīng)干燥、焙燒制備而成。專利(CN101352679)是采用分步浸漬法， 以蜂窩陶瓷、金屬板、玻纖波紋板為載體，活性組分為V205、W03和&02，同時(shí)添加適量Pr、Nd 等稀土金屬的一種或幾種為助催化劑成分。非釩類催化劑是以其它過渡金屬或稀土金屬氧化物為主要活性成分，如專利 (CN101507920)是采用鉻和鈰為主要組分，通過共沉淀法或者浸漬法實(shí)現(xiàn)活性組分負(fù)載，再 經(jīng)灼燒制得低溫脫硝催化劑。專利(CN101234345)是將鋁基陶瓷浸漬鋁溶膠干燥焙燒制備 氧化鋁涂層后，再浸漬鈰鹽和摻雜金屬鹽復(fù)合溶液制備活性催化組分涂層?，F(xiàn)有催化劑制備技術(shù)制備的SCR煙氣脫硝催化劑雖然能夠獲得較高的脫硝活性， 但由于都是采用活性組分對(duì)應(yīng)的成品原料經(jīng)適當(dāng)配比后制備催化劑前驅(qū)液進(jìn)而生成催化 劑的工藝，使得催化劑的成本居高不下；同時(shí)，現(xiàn)有的SCR煙氣脫硝催化劑對(duì)煙氣中的水分 和二氧化硫比較敏感，當(dāng)水分和二氧化硫含量較高時(shí)，脫硝活性下降。因此，在保證催化劑 脫硝活性的同時(shí)，如何降低催化劑的制備成本并提高其穩(wěn)定性，成為我國(guó)煙氣脫硝領(lǐng)域亟 需解決的重大問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種組分設(shè)計(jì)合理、活性程度高、不易失效、價(jià) 格低廉、穩(wěn)定可靠的脫硝催化劑。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供一種工藝設(shè)計(jì)合理、節(jié)能環(huán)保、造價(jià)低、產(chǎn) 品質(zhì)量穩(wěn)定的脫硝催化劑的制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該脫硝催化劑，其組成為載體和活性成分組成，所述的載體為銳鈦礦型納米二氧化鈦，所述的活性成分為釩、鋁、鐵的混合
金屬氧化物。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的銳鈦礦型納米二氧化鈦的質(zhì)量百分比為總重量的80 97. 5%，所述的釩、鋁、鐵的混合金屬氧化物的質(zhì)量百分比為總重量的2. 5 20%。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的釩、鋁、鐵的混合金屬氧化物，其中V2O5的質(zhì)量百分比為 總重量的0. 5 6%，Al2O3的質(zhì)量百分比為總重量的1 8%，F(xiàn)e2O3的質(zhì)量百分比為總重 量的1 6%。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案還是一種脫硝催化劑的制備方法，制 備步驟為
a、將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度< 200 μ m，得到粉狀石煤灰渣。b、將粉狀石煤灰渣加入到硫酸溶液中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸時(shí)間為2 4小時(shí)，固液 重量比為1:2 4，過濾后得酸浸液。C、向酸浸液中加入過量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:5 8，加入過程中勻速攪拌，將酸浸液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間為2 4小時(shí)，銨明礬結(jié)晶沉淀，過 濾得到粗銨明礬和含釩母液，將粗銨明礬采用還原一重結(jié)晶法二次結(jié)晶除去其中的鐵離子 等雜質(zhì)后得到精銨明礬。d、加熱含釩母液至析出中間鹽晶體，再經(jīng)過濾、洗滌后得到中間鹽，濾液回收硫酸
重復(fù)使用。e、配制質(zhì)量濃度為5 10%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:5 20，在溫度為50 60 °C條件下攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液。f、將草綠色溶液過夜靜置后，加入粉末狀干燥后的銳鈦礦型納米二氧化鈦，在勻 速攪拌條件下浸漬3 6小時(shí)后，得到的白色漿料放入超聲波清洗器中超聲浸漬2 4小 時(shí)，得到浸漬產(chǎn)物。g、將浸漬產(chǎn)物干燥、焙燒后，制得脫硝催化劑。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的步驟b中的硫酸體積濃度為40 50%，酸浸溫度為100 120 "C。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟d中加熱含釩母液至120 150 V，保持時(shí)間2 4小 時(shí)。溶液中析出的中間鹽主要成分為釩、鋁、鐵的硫酸鹽。作為優(yōu)選，本發(fā)明步驟f中的浸漬，浸漬的固液體積比為1:1 2。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的步驟g中的干燥是在鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行，干燥溫度為110 °C，干燥時(shí)間為4 8小時(shí)。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的步驟g中的焙燒是在溫度為350 450 ！條件下進(jìn)行，焙 燒時(shí)間為3 6小時(shí)。本發(fā)明同已有的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)
1、將石煤灰渣提釩工藝與SCR煙氣脫硝催化劑制備工藝相結(jié)合，工藝簡(jiǎn)單，可操作性 強(qiáng)，適合規(guī)?；瘧?yīng)用。2、可對(duì)石煤灰漁中的金屬進(jìn)行綜合回收利用，原料消耗低，具有良好的環(huán)境效益。3、在保證所制備的催化劑具有高效脫硝活性的同時(shí)，極大地降低了催化劑的成 本。
4、使用過程中，脫硝活性下降少，質(zhì)量穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而 本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1 本實(shí)施例的以下部分描述了脫硝催化劑的制備方法 1、料渣細(xì)磨
將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度< 200 μπι。2、料渣酸浸
將細(xì)磨后的石煤灰渣加入到體積濃度為40%的硫酸溶液中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸溫度為 110 °C，酸浸時(shí)間3小時(shí)，固液重量比為1:3，過濾后得酸浸液。3、銨明礬結(jié)晶
往酸浸液中加入過量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:5，加入過程 中勻速攪拌。使用自來水將溶液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間為2小時(shí)。銨明礬結(jié)晶沉淀，經(jīng)過濾 可得粗銨明礬，濾液即為含釩母液。再采用還原一重結(jié)晶法除去粗銨明礬中的鐵離子等雜 質(zhì)，經(jīng)過二次結(jié)晶即可得到精銨明礬。4、中間鹽結(jié)晶
加熱銨明礬過濾后得到的含釩母液至120 °C，時(shí)間為4小時(shí)，溶液中析出中間鹽晶體， 再經(jīng)過濾洗滌后得到中間鹽。5、活性組分浸漬液的制備
配制質(zhì)量濃度為10%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:15，在60 °C條件 下加熱攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液。6、活性組分的負(fù)載
浸漬液過夜靜置后，往其中加入銳鈦礦型納米打02粉末進(jìn)行浸漬，固液體積比為1 1. 2，時(shí)間為4小時(shí)。然后將所得到的白色漿料放入超聲波清洗器重超聲浸漬2小時(shí)。7、干燥、焙燒
再經(jīng)干燥箱干燥5小時(shí)。干燥后的催化劑放入馬弗爐中，在400 ！條件下高溫焙燒4 小時(shí)，即制得最終的脫硝催化劑。實(shí)施例2 本實(shí)施例的以下部分描述了脫硝催化劑的制備方法 1、料渣細(xì)磨
將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度< 200 μπι。2、料渣酸浸
將細(xì)磨后的石煤灰渣加入到體積濃度為50%的硫酸中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸溫度為120 °C，酸浸時(shí)間4小時(shí)，固液重量比為1 4，過濾后得酸浸液。3、銨明礬結(jié)晶
往酸浸液中加入過量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:7。加入過 程中勻速攪拌，使用自來水將溶液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間3小時(shí)。銨明礬結(jié)晶沉淀，經(jīng)過濾 可得粗銨明礬，濾液即為含釩母液。再采用還原一重結(jié)晶法除去粗銨明礬中的鐵離子等雜 質(zhì)，經(jīng)過二次結(jié)晶即可得到精銨明礬。
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4、中間鹽結(jié)晶
加熱銨明礬過濾后得到的含釩母液至150 °C，時(shí)間為3小時(shí)，溶液中析出中間鹽晶體， 再經(jīng)過濾洗滌后得到中間鹽。5、活性組分浸漬液的制備
配制質(zhì)量濃度為10%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:20，在50 °C條件 下加熱攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液。6、活性組分的負(fù)載
浸漬液過夜靜置后，往其中加入銳鈦礦型納米TiO2粉末進(jìn)行浸漬，固液體積比為 1:1.5,時(shí)間為4小時(shí)。然后將所得到的白色漿料放入超聲波清洗機(jī)超聲浸漬2小時(shí)。7、干燥、焙燒
再經(jīng)干燥箱干燥6小時(shí)。干燥后的催化劑放入馬弗爐中，在450 ！條件下高溫焙燒3 小時(shí)，即制得最終的脫硝催化劑。實(shí)施例3 本實(shí)施例的以下部分描述了脫硝催化劑的制備方法 1、料渣細(xì)磨
將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度< 200 μπι。2、料渣酸浸
將細(xì)磨后的石煤灰渣加入到體積濃度為42%的硫酸溶液中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸溫度為 100 °C，酸浸時(shí)間3小時(shí)，固液重量比為1:3，過濾后得酸浸液。3、銨明礬結(jié)晶
往酸浸液中加入過量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:6，加入過程 中勻速攪拌。使用自來水將溶液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間為2小時(shí)。銨明礬結(jié)晶沉淀，經(jīng)過濾 可得粗銨明礬，濾液即為含釩母液。再采用還原一重結(jié)晶法除去粗銨明礬中的鐵離子等雜 質(zhì)，經(jīng)過二次結(jié)晶即可得到精銨明礬。4、中間鹽結(jié)晶
加熱銨明礬過濾后得到的含釩母液至150 °C，時(shí)間為2小時(shí)，溶液中析出中間鹽晶體， 再經(jīng)過濾洗滌后得到中間鹽。5、活性組分浸漬液的制備
配制質(zhì)量濃度為8%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:16，在60 °C條件 下加熱攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液。6、活性組分的負(fù)載
浸漬液過夜靜置后，往其中加入銳鈦礦型納米打02粉末進(jìn)行浸漬，固液體積比為1 1. 3，時(shí)間為4小時(shí)。然后將所得到的白色漿料放入超聲波清洗器重超聲浸漬2小時(shí)。7、干燥、焙燒
再經(jīng)干燥箱干燥4小時(shí)。干燥后的催化劑放入馬弗爐中，在380 ！條件下高溫焙燒3 小時(shí)，即制得最終的脫硝催化劑。實(shí)施例4 本實(shí)施例的以下部分描述了脫硝催化劑的制備方法 1、料渣細(xì)磨
將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度< 200 μπι。2、料渣 酸浸將細(xì)磨后的石煤灰渣加入到體積濃度為46%的硫酸溶液中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸溫度為 115 °C，酸浸時(shí)間4小時(shí)，固液重量比為1 2，過濾后得酸浸液。3、銨明礬結(jié)晶 往酸浸液中加入過量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:7，加入過程 中勻速攪拌。使用自來水將溶液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間為3小時(shí)。銨明礬結(jié)晶沉淀，經(jīng)過濾 可得粗銨明礬，濾液即為含釩母液。再采用還原一重結(jié)晶法除去粗銨明礬中的鐵離子等雜 質(zhì)，經(jīng)過二次結(jié)晶即可得到精銨明礬。4、中間鹽結(jié)晶
加熱銨明礬過濾后得到的含釩母液至140 °C，時(shí)間為2小時(shí)，溶液中析出中間鹽晶體， 再經(jīng)過濾洗滌后得到中間鹽。5、活性組分浸漬液的制備
配制質(zhì)量濃度為7%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:12，在50 °C條件 下加熱攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液。6、活性組分的負(fù)載
浸漬液過夜靜置后，往其中加入銳鈦礦型納米打02粉末進(jìn)行浸漬，固液體積比為1 1. 4，時(shí)間為5小時(shí)。然后將所得到的白色漿料放入超聲波清洗器重超聲浸漬3小時(shí)。7、干燥、焙燒
再經(jīng)干燥箱干燥5小時(shí)。干燥后的催化劑放入馬弗爐中，在450 ！條件下高溫焙燒4 小時(shí)，即制得最終的脫硝催化劑。實(shí)施例5 本實(shí)施例的以下部分描述了脫硝催化劑的制備方法 1、料渣細(xì)磨
將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度< 200 μπι。2、料渣酸浸
將細(xì)磨后的石煤灰渣加入到體積濃度為50%的硫酸溶液中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸溫度為 120 °C，酸浸時(shí)間3小時(shí)，固液重量比為1:3，過濾后得酸浸液。3、銨明礬結(jié)晶
往酸浸液中加入過量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:5，加入過程 中勻速攪拌。使用自來水將溶液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間為3小時(shí)。銨明礬結(jié)晶沉淀，經(jīng)過濾 可得粗銨明礬，濾液即為含釩母液。再采用還原一重結(jié)晶法除去粗銨明礬中的鐵離子等雜 質(zhì)，經(jīng)過二次結(jié)晶即可得到精銨明礬。4、中間鹽結(jié)晶
加熱銨明礬過濾后得到的含釩母液至130 °C，時(shí)間為3小時(shí)，溶液中析出中間鹽晶體， 再經(jīng)過濾洗滌后得到中間鹽。5、活性組分浸漬液的制備
配制質(zhì)量濃度為6%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:7，在55 °C條件下 加熱攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液。6、活性組分的負(fù)載
浸漬液過夜靜置后，往其中加入銳鈦礦型納米打02粉末進(jìn)行浸漬，固液體積比為1 1. 8，時(shí)間為6小時(shí)。然后將所得到的白色漿料放入超聲波清洗器重超聲浸漬3小時(shí)。
7、干燥、焙燒
再經(jīng)干燥箱干燥7小時(shí)。干燥后的催化劑放入馬弗爐中，在350 ！條件下高溫焙燒5 小時(shí)，即制得最終的脫硝催化劑。實(shí)施例6 本實(shí)施例的以下部分描述了脫硝催化劑的制備方法 1、料渣細(xì)磨
將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度< 200 μπι。2、料渣酸浸
將細(xì)磨后的石煤灰渣加入到體積濃度為48%的硫酸溶液中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸溫度為 118 °C，酸浸時(shí)間3小時(shí)，固液重量比為1:4，過濾后得酸浸液。3、銨明礬結(jié)晶
往酸浸液中加入過量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:6，加入過程 中勻速攪拌。使用自來水將溶液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間為4小時(shí)。銨明礬結(jié)晶沉淀，經(jīng)過濾 可得粗銨明礬，濾液即為含釩母液。再采用還原一重結(jié)晶法除去粗銨明礬中的鐵離子等雜 質(zhì)，經(jīng)過二次結(jié)晶即可得到精銨明礬。4、中間鹽結(jié)晶
加熱銨明礬過濾后得到的含釩母液至135 °C，時(shí)間為3小時(shí)，溶液中析出中間鹽晶體， 再經(jīng)過濾洗滌后得到中間鹽。5、活性組分浸漬液的制備
配制質(zhì)量濃度為7%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:11，在58 °C條件 下加熱攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液。6、活性組分的負(fù)載
浸漬液過夜靜置后，往其中加入銳鈦礦型納米打02粉末進(jìn)行浸漬，固液體積比為1 1. 5，時(shí)間為3小時(shí)。然后將所得到的白色漿料放入超聲波清洗器重超聲浸漬4小時(shí)。7、干燥、焙燒
再經(jīng)干燥箱干燥6小時(shí)。干燥后的催化劑放入馬弗爐中，在370 ！條件下高溫焙燒4 小時(shí)，即制得最終的脫硝催化劑。實(shí)施例7 本實(shí)施例的以下部分描述了脫硝催化劑的制備方法 1、料渣細(xì)磨
將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度< 200 μπι。2、料渣酸浸
將細(xì)磨后的石煤灰渣加入到體積濃度為44%的硫酸溶液中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸溫度為 116°C，酸浸時(shí)間3小時(shí)，固液重量比為1:4，過濾后得酸浸液。3、銨明礬結(jié)晶
往酸浸液中加入過量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:8，加入過程 中勻速攪拌。使用自來水將溶液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間為3小時(shí)。銨明礬結(jié)晶沉淀，經(jīng)過濾 可得粗銨明礬，濾液即為含釩母液。再采用還原一重結(jié)晶法除去粗銨明礬中的鐵離子等雜 質(zhì)，經(jīng)過二次結(jié)晶即可得到精銨明礬。4、中間鹽結(jié)晶
加熱銨明礬過濾后得到的含釩母液至145 °C，時(shí)間為3小時(shí)，溶液中析出中間鹽晶體，再經(jīng)過濾洗滌后得到中間鹽。5、活性組分浸漬液的制備
配制質(zhì)量濃度為9%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:18，在60 °C條件 下加熱攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液。6、活性組分的負(fù)載
浸漬液過夜靜置后，往其中加入銳鈦礦型納米TiO2粉末進(jìn)行浸漬，固液體積比為1 :1， 時(shí)間為3小時(shí)。然后將所得到的白色漿料放入超聲波清洗器重超聲浸漬2小時(shí)。7、干燥、焙燒
再經(jīng)干燥箱干燥6小時(shí)。干燥后的催化劑放入馬弗爐中，在420 ！條件下高溫焙燒6 小時(shí)，即制得最終的脫硝催化劑。實(shí)施例8 本實(shí)施例的以下部分描述了脫硝催化劑的制備方法 1、料渣細(xì)磨
將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度< 200 μπι。2、料渣酸浸
將細(xì)磨后的石煤灰渣加入到體積濃度為45%的硫酸溶液中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸溫度為 105 °C，酸浸時(shí)間2小時(shí)，固液重量比為1:2，過濾后得酸浸液。3、銨明礬結(jié)晶
往酸浸液中加入過量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:7，加入過程 中勻速攪拌。使用自來水將溶液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間為4小時(shí)。銨明礬結(jié)晶沉淀，經(jīng)過濾 可得粗銨明礬，濾液即為含釩母液。再采用還原一重結(jié)晶法除去粗銨明礬中的鐵離子等雜 質(zhì)，經(jīng)過二次結(jié)晶即可得到精銨明礬。4、中間鹽結(jié)晶
加熱銨明礬過濾后得到的含釩母液至125 °C，時(shí)間為4小時(shí)，溶液中析出中間鹽晶體， 再經(jīng)過濾洗滌后得到中間鹽。5、活性組分浸漬液的制備
配制質(zhì)量濃度為5%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:5，在52 °C條件下 加熱攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液。6、活性組分的負(fù)載
浸漬液過夜靜置后，往其中加入銳鈦礦型納米TiO2粉末進(jìn)行浸漬，固液體積比為1 :2， 時(shí)間為4小時(shí)。然后將所得到的白色漿料放入超聲波清洗器重超聲浸漬3小時(shí)。7、干燥、焙燒
再經(jīng)干燥箱干燥8小時(shí)。干燥后的催化劑放入馬弗爐中，在430 ！條件下高溫焙燒3 小時(shí)，即制得最終的脫硝催化劑。實(shí)施例9 本實(shí)施例的以下部分描述了脫硝催化劑的制備方法 1、料渣細(xì)磨
將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度< 200 μπι。2、料渣酸浸
將細(xì)磨后的石煤灰渣加入到體積濃度為47%的硫酸溶液中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸溫度為 110 °C，酸浸時(shí)間4小時(shí)，固液重量比為1:3，過濾后得酸浸液。
3、銨明礬結(jié)晶
往酸浸液中加入過 量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:6，加入過程 中勻速攪拌。使用自來水將溶液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間為3小時(shí)。銨明礬結(jié)晶沉淀，經(jīng)過濾 可得粗銨明礬，濾液即為含釩母液。再采用還原一重結(jié)晶法除去粗銨明礬中的鐵離子等雜 質(zhì)，經(jīng)過二次結(jié)晶即可得到精銨明礬。4、中間鹽結(jié)晶
加熱銨明礬過濾后得到的含釩母液至130 °C，時(shí)間為3小時(shí)，溶液中析出中間鹽晶體， 再經(jīng)過濾洗滌后得到中間鹽。5、活性組分浸漬液的制備
配制質(zhì)量濃度為8%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:12，在55 °C條件 下加熱攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液。6、活性組分的負(fù)載
浸漬液過夜靜置后，往其中加入銳鈦礦型納米打02粉末進(jìn)行浸漬，固液體積比為1 1. 3，時(shí)間為5小時(shí)。然后將所得到的白色漿料放入超聲波清洗器重超聲浸漬4小時(shí)。7、干燥、焙燒
再經(jīng)干燥箱干燥4小時(shí)。干燥后的催化劑放入馬弗爐中，在360 ！條件下高溫焙燒4 小時(shí)，即制得最終的脫硝催化劑。下表說明了實(shí)施例1一9中所得到脫硝催化劑的成分(單位為重量百分比)
權(quán)利要求
1.一種脫硝催化劑，其特征是其組成為載體和活性成分組成，所述的載體為銳鈦礦 型納米二氧化鈦，所述的活性成分為釩、鋁、鐵的混合金屬氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硝催化劑，其特征是所述的銳鈦礦型納米二氧化鈦的質(zhì) 量百分比為總重量的80 97. 5%，所述的釩、鋁、鐵的混合金屬氧化物的質(zhì)量百分比為總重 量的2. 5 20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脫硝催化劑，其特征是所述的釩、鋁、鐵的混合金屬氧化物， 其中V2O5的質(zhì)量百分比為總重量的0. 5 6%，Al2O3的質(zhì)量百分比為總重量的1 8%， Fe2O3的質(zhì)量百分比為總重量的1 6%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硝催化劑，其制備方法為a、將石煤灰渣投入磨煤機(jī)細(xì)磨至粒度<200 μ m，得到粉狀石煤灰渣；b、將粉狀石煤灰渣加入到硫酸溶液中進(jìn)行攪拌酸浸，酸浸時(shí)間為2 4小時(shí)，固液重量 比為1:2 4，過濾后得酸浸液；c、向酸浸液中加入過量的(NH4)2SO4,其用量為控制Al3+和NH4+的摩爾比為1:5 8，加 入過程中勻速攪拌，將酸浸液冷卻至室溫，冷卻時(shí)間為2 4小時(shí)，銨明礬結(jié)晶沉淀，過濾得 到粗銨明礬和含釩母液，將粗銨明礬采用還原一重結(jié)晶法二次結(jié)晶除去其中的鐵離子等雜 質(zhì)后得到精銨明礬；d、加熱含釩母液至析出中間鹽晶體，再經(jīng)過濾、洗滌后得到中間鹽，濾液回收硫酸重復(fù) 使用；e、配制質(zhì)量濃度為5 10%的草酸溶液，然后加入中間鹽，固液重量比為1:5 20，在 溫度為50 60 ！條件下攪拌直至中間鹽完全溶解，形成草綠色溶液；f、將草綠色溶液過夜靜置后，加入粉末狀干燥后的銳鈦礦型納米二氧化鈦，在勻速攪 拌條件下浸漬3 6小時(shí)后，得到的白色漿料放入超聲波清洗器中超聲浸漬2 4小時(shí)，得 到浸漬產(chǎn)物；g、將浸漬產(chǎn)物干燥、焙燒后，制得脫硝催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征是所述的所述步驟b中的 硫酸體積濃度為40 50%，酸浸溫度為100 120 °C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征是所述的所述步驟d中加 熱含釩母液至120 150 °C，保持時(shí)間2 4小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征是所述的步驟f中的浸漬， 浸漬的固液體積比為1:1 2。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征是所述的步驟g中的干燥 是在鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行，干燥溫度為110 °C，干燥時(shí)間為4 8小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征是所述的步驟g中的焙燒 是在溫度為350 450 °C條件下進(jìn)行，焙燒時(shí)間為3 6小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種脫硝催化劑及其制備方法，屬于大氣污染中使用的環(huán)保催化材料領(lǐng)域，具體地說是一種利用石煤灰渣制備的煙氣選擇性催化還原法脫硝催化劑及其制備方法。該脫硝催化劑，其組成為載體和活性成分組成，所述的載體為銳鈦礦型納米二氧化鈦，所述的活性成分為釩、鋁、鐵的混合金屬氧化物。本發(fā)明具有組分設(shè)計(jì)合理、活性程度高、不易失效、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、工藝設(shè)計(jì)合理、節(jié)能環(huán)保、造價(jià)低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/56GK102000585SQ201010254249
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者何勝, 張揚(yáng), 朱躍, 程雪山 申請(qǐng)人:華電電力科學(xué)研究院