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      一種抗二氧化硫適于低溫使用的脫硝催化劑及其制備方法與流程

      文檔序號:12670570閱讀:419來源:國知局

      本發(fā)明涉及一種催化劑,特別是涉及一種抗二氧化硫適于低溫使用的脫硝催化劑,本發(fā)明還涉及該催化劑的制備方法。



      背景技術(shù):

      燃煤電廠的煙氣中含有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx,主要是NO)、粉塵(PM)和重金屬(例如汞)等對人類健康有害的物質(zhì),需要進(jìn)行吸收凈化后達(dá)到國家要求限值才能向大氣排放。目前,燃煤電廠普遍采用氨氣還原法脫除NOx,在脫硝反應(yīng)器中將其轉(zhuǎn)化為無害的氮氣(N2):

      4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

      2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O

      8NH3+6NO2→7N2+12H2O

      上述脫硝反應(yīng)本征活化能較高,必須在催化劑存在的情況下才能發(fā)生。此外,燃煤電廠煙氣中含有較高濃度的SO2,它與氨氣會發(fā)生副反應(yīng)生成硫酸鹽覆蓋在催化劑表面,導(dǎo)致脫硝催化劑中毒。

      2SO2+O2→2SO3

      NH3+SO3+H2O→NH4HSO4

      2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4

      為了實現(xiàn)NOx的高效脫除,燃煤電廠的煙氣脫硝反應(yīng)溫度一般控制在300℃以上,當(dāng)煙氣中SO2含量較高時,還需要進(jìn)一步升高反應(yīng)溫度避免催化劑中毒。

      近兩三年來,中國電力需求增速減緩,燃煤發(fā)電機(jī)組深度調(diào)峰和低負(fù)荷運行模式已成為國內(nèi)電力發(fā)展新形勢下出現(xiàn)的新常態(tài)。連續(xù)低負(fù)荷運行時間增加,導(dǎo)致脫硝反應(yīng)器入口煙氣溫度過低、催化脫除NOx效率下降、出口煙氣中NOx含量超標(biāo),脫硝系統(tǒng)強(qiáng)制退出,嚴(yán)重影響了燃煤發(fā)電機(jī)組的正常運行。因此,開發(fā)低溫?zé)煔鈼l件下可使用的脫硝催化劑迫在眉睫;另外,由于燃煤電廠煙氣中SO2含量較高(一般大于1000ppm),脫硝催化劑在低溫使用條件下的抗SO2性能同樣至關(guān)重要。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種抗二氧化硫適于低溫使用的脫硝催化劑,該催化劑能夠在燃煤電廠低負(fù)荷運行的煙氣條件下使用,具有較好的抗二氧化硫性能,能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的脫硝。

      為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種抗二氧化硫適于低溫使用的脫硝催化劑,包括載體、活性組分和催化劑助劑,其中,所述載體為70-90%的TiO2,所述活性組分為0.01-10%的V2O5,所述催化劑助劑包括3-20%的WO3和0.01-10%的選自Sc、Cr、Fe、Co、Ni、Ce、Zr、Sb、Pb、Ta、La中至少一種元素的氧化物,百分比以催化劑重量計。

      上述脫硝催化劑,其中,所述催化劑助劑包括3-20%的WO3和0.01-10%的選自Ce、Zr、Sb、Pb、Ta、La中至少一種元素的氧化物,催化劑助劑優(yōu)選為3-20%的WO3和0.01-10%的選自Ce、Sb、Pb、Ta中至少一種元素的氧化物,進(jìn)一步優(yōu)選為3-10%的WO3和3-5%的選自Ce、Sb、Pb、Ta中至少一種元素的氧化物,最優(yōu)選為3-10%的WO3和3-5%的Ce2O3、Sb2O3、Ta2O5或Pb3O4。所述載體優(yōu)選為85-90%的TiO2,所述活性組分優(yōu)選為0.1-2%的V2O5。

      本發(fā)明還提供了一種抗二氧化硫適于低溫使用的脫硝催化劑的制備方法,包括如下步驟:

      a)將含有設(shè)計配比的WO3前驅(qū)體偏鎢酸銨、V2O5或V2O5前驅(qū)體偏釩酸銨、選自Sc、Cr、Fe、Co、Ni、Ce、Zr、Sb、Pb、Ta、La中至少一種元素的氧化物的前驅(qū)體溶解在水或乙醇或水和乙醇的混合液中,獲得澄清的溶液;

      b)將設(shè)計配比的TiO2粉末加入至所述步驟a的溶液中,形成均勻的漿料;

      c)將步驟b得到的漿料在溫度不低于50℃的條件下攪拌、蒸發(fā),當(dāng)漿料變?yōu)楦酄钗飼r,停止攪拌;

      d)將步驟c得到的膏狀物放入真空度大于0.5的干燥箱內(nèi),溫度控制在50-100℃,干燥獲得烘干固體;

      e)將步驟d得到的固體經(jīng)研磨成粉末,在300-500℃焙燒3-5小時,制得催化劑。

      本發(fā)明還提供了一種抗二氧化硫適于低溫使用的脫硝催化劑的制備方法,包括如下步驟:

      a)將含有設(shè)計配比的WO3前驅(qū)體偏鎢酸銨、V2O5溶解在水或乙醇或水和乙醇的混合液中,獲得澄清的溶液;

      b)將設(shè)計配比的TiO2粉末加入至所述步驟a的溶液中,形成均勻的漿料;

      c)將步驟b得到的漿料在溫度不低于50℃的條件下攪拌、蒸發(fā),當(dāng)漿料變?yōu)楦酄钗飼r,停止攪拌;

      d)將步驟c得到的膏狀物放入真空度大于0.5的干燥箱內(nèi),溫度控制在50-100℃,干燥獲得烘干固體;

      e)將步驟d得到的固體經(jīng)研磨成粉末,加入設(shè)計配比的三氧化二銻,進(jìn)行混合研磨,在300-500℃焙燒3-5小時,制得催化劑。

      本發(fā)明的抗二氧化硫適于低溫使用的脫硝催化劑具有如下有益效果:

      1、本發(fā)明的催化劑可在燃煤電廠低負(fù)荷運行的煙氣條件下實現(xiàn)高效率的脫硝,在低溫條件下脫硝活性好,具有很強(qiáng)的抗SO2中毒能力;

      2、本發(fā)明的催化劑,當(dāng)催化劑助劑采用WO3和Ce、Sb、Pb、Ta中至少一種元素的氧化物時,當(dāng)煙氣溫度不低于270℃,煙氣中SO2濃度大于1000ppm,噴氨比例(NH3/NOx摩爾比)不大于0.8條件下,脫硝效率可以達(dá)到90%以上;

      3、本發(fā)明催化劑的制備方法工藝簡單,基本不產(chǎn)生廢水、廢氣、廢渣,綠色環(huán)保。

      具體實施方式

      下面結(jié)合實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。

      實施例1

      將含有30重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有50重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有20重量份鈧氧化物(Sc2O3)的前驅(qū)體硝酸鈧以及500重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌,獲得澄清的溶液,在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為80℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃下焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為5%,WO3含量為3%,Sc2O3含量為2%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到78%。

      實施例2

      將含有100重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有10重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有40重量份鉻氧化物(Cr2O3)的前驅(qū)體硝酸鉻以及25重量份草酸溶解在水中,50℃攪拌0.5小時,之后在溶液中加入850重量份的TiO2粉末,攪拌形成均勻的漿料,將漿料在70℃的條件下繼續(xù)攪拌2小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗铩⒌玫降母酄钗锓湃胝婵斩葹?.7的干燥箱內(nèi)干燥3小時,干燥箱溫度控制為90℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒3小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為85%,V2O5含量為1%,WO3含量為10%,Cr2O3含量為4%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在270℃、SO2含量1000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到76%。

      實施例3

      將含有150重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有50重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有100重量份鐵氧化物(Fe2O3)的前驅(qū)體硝酸鐵以及500重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入700重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗铩⒌玫降母酄钗锓湃胝婵斩葹?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為50℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為70%,V2O5含量為5%,WO3含量為15%,F(xiàn)e2O3含量為10%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到70%。

      實施例4

      將含有69.9重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有0.1重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有30重量份鈷氧化物(Co2O3)的前驅(qū)體硝酸鈷以及0.25重量份草酸溶解在水中,50℃下攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在70℃的條件下繼續(xù)攪拌2小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥2小時,干燥箱溫度控制為100℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在300℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為0.01%,WO3含量為6.99%,Co2O3含量為3%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在270℃、SO2含量1000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到70%。

      實施例5

      將含有200重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有49.9重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有0.1重量份鎳氧化物(Ni2O3)的前驅(qū)體硝酸鎳以及125重量份草酸溶解在水中,50℃下攪拌0.5小時,之后在溶液中加入750重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在70℃的條件下繼續(xù)攪拌2小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗铩⒌玫降母酄钗锓湃胝婵斩葹?.7的干燥箱內(nèi)干燥3小時,干燥箱溫度控制為90℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在400℃的空氣中焙燒4.5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為75%,V2O5含量為4.99%,WO3含量為20%,Ni2O3含量為0.01%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在270℃、SO2含量1000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到71%。

      實施例6

      將含有100重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有1重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有49重量份鋯氧化物(ZrO2)的前驅(qū)體硝酸鋯以及2.5重量份草酸溶解在水中,50℃下攪拌0.5小時,之后在溶液中加入850重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在70℃的條件下繼續(xù)攪拌2小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗铩⒌玫降母酄钗锓湃胝婵斩葹?.7的干燥箱內(nèi)干燥3小時,干燥箱溫度控制為90℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒3小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為85%,V2O5含量為0.1%,WO3含量為10%,ZrO2含量為4.9%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在270℃、SO2含量1000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到86%。

      實施例7

      將含有50重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有7重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有43重量份鉛氧化物(Pb3O4)的前驅(qū)體硝酸鉛以及70重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為60℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為0.7%,WO3含量為5%,Pb3O4含量為4.3%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到93%。

      實施例8

      將含有100重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有10重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有30重量份鉛氧化物(Pb3O4)的前驅(qū)體硝酸鉛以及100重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入860重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為60℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為86%,V2O5含量為1%,WO3含量為10%,Pb3O4含量為3%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到93%。

      實施例9

      將含有30重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有20重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有50重量份鉛氧化物(Pb3O4)的前驅(qū)體硝酸鉛以及200重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為60℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為2%,WO3含量為3%,Pb3O4含量為5%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到92%。

      實施例10

      將含有50重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、10重量份V2O5以及25重量份草酸溶解在水中,50℃下攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在70℃的條件下繼續(xù)攪拌2小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗铩⒌玫降母酄钗锓湃胝婵斩葹?.7的干燥箱內(nèi)干燥3小時,干燥箱溫度控制為90℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,加入40重量份三氧化二銻(Sb2O3)進(jìn)行混合研磨成粉,在500℃的空氣中焙燒3小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為1%,WO3含量為5%,Sb2O3含量為4%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在270℃、SO2含量1000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到91%。

      實施例11

      將含有45重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有8重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有47重量份鈰氧化物(Ce2O3)的前驅(qū)體硝酸鈰以及80重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為65℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為0.8%,WO3含量為4.5%,Ce2O3含量為4.7%,百分含量以催化劑重量計。

      該催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到94%。

      實施例12

      將含有50重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有6重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有44重量份鉭氧化物(Ta2O5)的前驅(qū)體硝酸鉭以及60重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為65℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為0.6%,WO3含量為5%,Ta2O5含量為4.4%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到91%。

      實施例13

      將含有30重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有20重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有50重量份鉭氧化物(Ta2O5)的前驅(qū)體硝酸鉭以及200重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗铩⒌玫降母酄钗锓湃胝婵斩葹?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為65℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為2%,WO3含量為3%,Ta2O5含量為5%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到91%。

      實施例14

      將含有99重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有1重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有30重量份鉭氧化物(Ta2O5)的前驅(qū)體硝酸鉭以及10重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入870重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗铩⒌玫降母酄钗锓湃胝婵斩葹?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為65℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為87%,V2O5含量為0.1%,WO3含量為9.9%,Ta2O5含量為3%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到91%。

      實施例15

      將含有35重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有7重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有58重量份鑭氧化物(La2O3)的前驅(qū)體硝酸鑭以及70重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,50℃下攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在70℃的條件下繼續(xù)攪拌2小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥3小時,干燥箱溫度控制為90℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為0.7%,WO3含量為3.5%,La2O3含量為5.8%,百分含量以催化劑重量計。

      本實施例制得的催化劑在270℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%。

      實施例16

      將含有42重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有8重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有30重量份鑭氧化物(La2O3)的前驅(qū)體硝酸鑭、含有20重量份鈰氧化物(Ce2O3)的前驅(qū)體硝酸鈰以及80重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,50℃下攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在70℃的條件下繼續(xù)攪拌2小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥3小時,干燥箱溫度控制為90℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒3小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為0.8%,WO3含量為4.2%,La2O3含量為3%,Ce2O3含量為2%,百分含量以催化劑重量計。

      該催化劑在270℃、SO2含量1000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到91%。

      對比例1催化劑助劑為WO3

      將含有93重量份WO3的前驅(qū)體偏鎢酸銨、含有7重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨以及70重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為60℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為0.7%,WO3含量為9.3%,百分含量以催化劑重量計。

      對比例1與實施例7制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下的脫硝效率見表1。

      表1

      實施例7與對比例1制得的催化劑的不同之處在于催化劑助劑不同,實施例7的催化劑助劑是WO3和鉛氧化物,對比例1的催化劑助劑為WO3。從表1中的脫硝轉(zhuǎn)化率可以看出,對比例1在反應(yīng)30分鐘時,脫硝轉(zhuǎn)化率為40%,在反應(yīng)1小時時,催化劑已經(jīng)硫中毒,失活。可見,在僅僅采用WO3作為催化劑助劑時,催化劑很快發(fā)生SO2中毒而失活,無法實現(xiàn)脫硝,而實施例7中,在催化劑助劑中加入了鉛氧化物,WO3和Pb3O4共同作用,使本發(fā)明的脫硝催化劑在低溫下具有很好的抗SO2中毒能力,在反應(yīng)30分鐘時,脫硝轉(zhuǎn)化率已經(jīng)可以達(dá)到85%,反應(yīng)4小時后,脫硝轉(zhuǎn)化率達(dá)到了93%。

      對比例2催化劑助劑為鉛氧化物(Pb3O4)

      將含有7重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有93重量份鉛氧化物(Pb3O4)的前驅(qū)體硝酸鉛以及70重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗铩⒌玫降母酄钗锓湃胝婵斩葹?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為60℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為0.7%,Pb3O4含量為9.3%,百分含量以催化劑重量計。

      對比例2制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下的脫硝轉(zhuǎn)化率為40%。實施例7與對比例2制得的催化劑的不同之處在于催化劑助劑不同,實施例7的催化劑助劑是WO3和鉛氧化物,對比例2制得的催化劑中,催化劑助劑僅僅為Pb3O4,不含有WO3。在相同的煙氣條件下,實施例7的脫硝轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到93%,而對比例2僅僅為40%,實施例7的脫硝轉(zhuǎn)化率明顯高于對比例2中的脫硝轉(zhuǎn)化率,可見采用WO3和鉛氧化物組合作為催化劑助劑在低溫環(huán)境下具有很好的抗SO2中毒能力,大大提升了催化劑的脫硝轉(zhuǎn)化率。

      對比例3催化劑助劑為鉭氧化物(Ta2O5)

      將含有6重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有94重量份鉭氧化物(Ta2O5)的前驅(qū)體硝酸鉭以及60重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為65℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量0.6%,Ta2O5含量為9.4%,百分含量以催化劑重量計。

      對比例3制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率為50%。

      實施例12與對比例3制得的催化劑的不同之處在于催化劑助劑不同,實施例12的催化劑助劑是WO3和鉭氧化物,對比例3制得的催化劑中,催化劑助劑僅僅為Ta2O5,不含有WO3。在相同的煙氣條件下,實施例12的脫硝轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到91%,而對比例3僅僅為50%,實施例12的脫硝轉(zhuǎn)化率明顯高于對比例3中的脫硝轉(zhuǎn)化率,可見采用WO3和鉭氧化物組合作為催化劑助劑在低溫環(huán)境下具有很好的抗SO2中毒能力,大大提升了催化劑的脫硝轉(zhuǎn)化率。

      對比例4催化劑助劑為銻氧化物(Sb2O3)

      將10重量份V2O5、25重量份草酸溶解在水中,50℃下攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在70℃的條件下繼續(xù)攪拌2小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥3小時,干燥箱溫度控制為90℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,加入90重量份三氧化二銻(Sb2O3)進(jìn)行混合研磨成粉,在500℃的空氣中焙燒3小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量為1%,Sb2O3含量為9%,百分含量以催化劑重量計。

      對比例4制得的催化劑在270℃、SO2含量1000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率為40%。實施例10與對比例4制得的催化劑的不同之處在于催化劑助劑不同,實施例10的催化劑助劑是WO3和銻氧化物,對比例4制得的催化劑中,催化劑助劑僅僅為Sb2O3,不含有WO3。在相同的煙氣條件下,實施例10的脫硝轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到91%,而對比例4僅僅為40%,實施例10的脫硝轉(zhuǎn)化率明顯高于對比例4中的脫硝轉(zhuǎn)化率,可見采用WO3和銻氧化物組合作為催化劑助劑在低溫環(huán)境下具有很好的抗SO2中毒能力,大大提升了催化劑的脫硝轉(zhuǎn)化率。

      對比例5催化劑助劑為鈰氧化物(Ce2O3)

      將含有8重量份V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨、含有92重量份鈰氧化物(Ce2O3)的前驅(qū)體硝酸鈰以及80重量份質(zhì)量濃度為50%的乳酸溶液溶解在水中,攪拌0.5小時,之后在溶液中加入900重量份的TiO2粉末,繼續(xù)攪拌形成均勻的漿料,將漿料在50℃的條件下繼續(xù)攪拌5小時,使得溶劑緩慢蒸發(fā),至漿料變?yōu)楦酄钗?。將得到的膏狀物放入真空度?.7的干燥箱內(nèi)干燥24小時,干燥箱溫度控制為65℃,干燥獲得烘干固體,將固體經(jīng)研磨成粉末,在500℃的空氣中焙燒5小時,制得催化劑。制得的催化劑中,TiO2含量為90%,V2O5含量0.8%,Ce2O3含量為9.2%,百分含量以催化劑重量計。

      對比例5制得的催化劑在280℃、SO2含量2000ppm、NOx含量500ppm、O2含量6%、CO2含量12%、水蒸氣含量4%的煙氣條件下,脫硝轉(zhuǎn)化率為40%。實施例11與對比例5制得的催化劑的不同之處在于催化劑助劑不同,實施例11的催化劑助劑是WO3和鈰氧化物,對比例5制得的催化劑中,催化劑助劑僅僅為Ce2O3,不含有WO3。在相同的煙氣條件下,實施例11的脫硝轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到94%,而對比例5僅僅為40%,實施例11的脫硝轉(zhuǎn)化率明顯高于對比例5中的脫硝轉(zhuǎn)化率,可見采用WO3和鈰氧化物組合作為催化劑助劑在低溫環(huán)境下具有很好的抗SO2中毒能力,大大提升了催化劑的脫硝轉(zhuǎn)化率。

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