載體的磷酸酸化改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鍋爐煙氣NH3-SCR脫硝催化劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于制備V205-W03/Ti02s SCR脫硝催化劑的T1 2載體的磷酸酸化改性方法，用于實(shí)現(xiàn)SCR脫硝催化劑原料的優(yōu)選。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是煤炭資源消耗大國(guó)，電力的主要來源是火電廠煤的直接燃燒。電廠排放的污染物包括可吸入固體顆粒物、二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物(NOx)等，由此而帶來了溫室效應(yīng)、酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境問題。其中氮氧化物(NOx)排放量在2011年上半年就達(dá)到了 1207萬噸。NOj人眼鏡等器官有較強(qiáng)刺激作用，還參與酸雨和光化學(xué)煙霧的形成。2012年I月I日開始實(shí)施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)對(duì)放有了更加嚴(yán)格的規(guī)定:要求部分新建電廠氮氧化物的排放量要小于100mg/m3，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的將要按照《排污費(fèi)征收使用管理?xiàng)l例》收費(fèi)。
[0003]SCR (Selective Catalytic Reduct1n，選擇性催化還原)技術(shù)是目前脫硝效率最高、最為成熟、且應(yīng)用最多的一種煙氣脫硝技術(shù)。在整個(gè)SCR脫硝系統(tǒng)中，催化劑是核心組件，在設(shè)備直接投資中占的比重較大。其中使用最多的是釩鈦基蜂窩狀SCR脫硝催化劑。對(duì)于SCR煙氣脫硝過程來說，V205-W03/Ti(^f化劑是決定煙氣脫硝效率的關(guān)鍵性因素。與此同時(shí)，冊(cè)13作為極其重要的還原劑，在整體的SCR反應(yīng)過程中，催化劑表面對(duì)其的吸附能力越強(qiáng)則越有利于反應(yīng)的進(jìn)行。因此，提高催化劑的表面酸堿性對(duì)于SCR反應(yīng)來說則顯得極為重要。
[0004]關(guān)于催化劑的酸化改性可從載體和活性組分兩方面入手，國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)表明無論是從載體T12還是V205/Ti02催化劑，直接和間接地引入酸性離子或元素均可提高催化劑的反應(yīng)活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備V205-W03/Ti02s SCR脫硝催化劑的T1 2載體的磷酸酸化改性方法，能夠在較低的反應(yīng)溫度下達(dá)到較高的催化劑反應(yīng)活性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
用于制備V205-W03/Ti02s SCR脫硝催化劑的T12載體的磷酸酸化改性方法，其步驟是:稱取打02載體粉體，放入磷酸溶液中超聲浸漬一定時(shí)間，超聲溫度為60°C，然后對(duì)T1 2粉體去離子水過濾水洗至中性，再在干燥箱中干燥，馬弗爐中煅燒，得到改性后的T12載體。
[0007]其中，所述1102載體粉體與磷酸溶液的用量為:1102載體粉體5-10g，磷酸溶液50ml ο
[0008]所述超聲浸漬的浸漬液為濃度0.1-1.0moI/L的磷酸溶液，浸漬時(shí)間為60min。
[0009]所述干燥溫度為105 °C，干燥時(shí)間為3h。
[0010]所述馬弗爐煅燒采用兩段法，第一段為低溫煅燒，煅燒溫度為250°C，煅燒時(shí)間為60min ;第二段為高溫煅燒，煅燒溫度為490°C，煅燒時(shí)間為180min。
[0011]采用上述方案后，本發(fā)明給出了釩鎢鈦基蜂窩狀SCR脫硝催化劑載體T12磷酸酸化改性的優(yōu)選方法。60°C溫度下超聲浸漬的目的在于使磷酸溶液充分被吸附于T12粉體中，采用去離子水水洗至中性的目的在于洗去沒有被吸附的磷酸溶液，避免后續(xù)步驟中多余的磷酸腐蝕改性設(shè)備，采用磷酸溶液是考慮到磷酸的酸性弱于強(qiáng)酸(如鹽酸、硝酸等)，而強(qiáng)于弱酸(如醋酸等)，避免酸性腐蝕擴(kuò)孔增大比表面積的同時(shí)，腐蝕過于強(qiáng)烈而起到相反的作用，另外，磷酸溶液的浸漬確實(shí)能夠很大地增強(qiáng)T12載體表面布朗斯特酸性位，有助于脫硝過程中NH3被吸附于催化劑的表面。經(jīng)過以上步驟后，再經(jīng)研磨、粉碎、篩分至100目以上，得到可以直接用于制備脫硝催化劑的T12載體。本發(fā)明能夠在較低的反應(yīng)溫度下達(dá)到較高的催化劑反應(yīng)活性。
[0012]本發(fā)明采用分段煅燒的目的在于，煅燒溫度在250°C時(shí)(磷酸的沸點(diǎn)158°C)使被吸附于T12載體內(nèi)的磷酸形態(tài)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)(或形成中間體偏磷酸HPO 3)，再在高溫煅燒溫度490°C時(shí)充分使氣態(tài)的磷酸(或中間體偏磷酸)和T12載體的表面物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，增加表面的布朗斯特酸性位。
[0013]結(jié)果表明:磷酸改性可以使其在不影響T12載體相變的基礎(chǔ)上，增加其表面吸附能力和布朗斯特酸性位，提高催化反應(yīng)過程中對(duì)還原劑NH3的表面吸附，進(jìn)而直接提高SCR脫硝催化劑的活性。本發(fā)明可以有效地提高SCR的脫硝效率，具有工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0014]圖1為SCR脫硝催化劑載體T12磷酸酸化改性工藝流程圖；
圖2為實(shí)施例中不同濃度磷酸溶液改性T12制備的SCR催化劑活性測(cè)試圖；
圖3為實(shí)施例中不同濃度磷酸溶液改性T12制備的SCR催化劑XRD測(cè)試圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:
按照?qǐng)D1的改性工藝流程，稱取8g的T12載體粉體，放入50ml的0.2mol/L磷酸溶液中60°C超聲浸漬60min，然后對(duì)浸漬完成的T12粉體去離子水過濾水洗直至顯示中性，放入干燥箱中105°C干燥3h，再在馬弗爐中進(jìn)行高溫分段焙燒，250°C的條件下焙燒60min，490°C的條件下焙燒180min。將焙燒后的物質(zhì)經(jīng)研磨、粉碎、篩分至100目備用得到改性后的T12載體。
[0016]采用上述載體制備V2O5含量為X wt%,W0 3含量為y wt%的V 205-胃03/1102催化劑樣品。催化劑的化學(xué)式表示為:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.2),0.2是H3PO4在催化劑制備中的濃度。
[0017]實(shí)施例2:
按照?qǐng)D1的改性工藝流程，先稱取8g的T12載體粉體，放入50ml的0.3mol/L磷酸溶液中60°C超聲浸漬60min，然后對(duì)浸漬完成的T12粉體去離子水過濾水洗直至顯示中性，放入干燥箱中105°C干燥3h，再在馬弗爐中進(jìn)行高溫分段焙燒，250°C的條件下焙燒60min，490°C的條件下焙燒180min。將焙燒后的物質(zhì)經(jīng)研磨、粉碎、篩分至100目備用得到改性后的T12載體。
[0018]采用上述載體制備V2O5含量為X wt%,W0 3含量為y wt%的V 205-胃03/1102催化劑樣品。催化劑的化學(xué)式表示為:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.3),0.3是H3PO4在催化劑制備中的濃度。
[0019]實(shí)施例3:
按照?qǐng)D1的改性工藝流程，稱取8g的T12載體粉體，放入50ml的0.4mol/L磷酸溶液中60°C超聲浸漬60min，然后對(duì)浸漬完成的T12粉體去離子水過濾水洗直至顯示中性，放入干燥箱中105°C干燥3h，再在馬弗爐中進(jìn)行高溫分段焙燒，250°C的條件下焙燒60min，490°C的條件下焙燒180min。將焙燒后的物質(zhì)經(jīng)研磨、粉碎、篩分至100目備用得到改性后的T12載體。
[0020]采用上述載體制備V2O5含量為X wt%,W0 3含量為y wt%的V 205-胃03/1102催化劑樣品。催化劑的化學(xué)式表示為:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.4),0.4是H3PO4在催化劑制備中的濃度。
[0021]實(shí)施例4:
按照?qǐng)D1的改性工藝流程，稱取8g的T12載體粉體，放入50ml的0.5mol/L磷酸溶液中60°C超聲浸漬60min，然后對(duì)浸漬完成的T12粉體去離子水過濾水洗直至顯示中性，放入干燥箱中105°C干燥3h，再在馬弗爐中進(jìn)行高溫分段焙燒，250°C的條件下焙燒60min，490°C的條件下焙燒180min。將焙燒后的物質(zhì)經(jīng)研磨、粉碎、篩分至100目備用得到改性后的T12載體。
[0022]采用上述載體制備V2O5含量為X wt%,W0 3含量為y wt%的V 205-103/1102催化劑樣品。催化劑的化學(xué)式表示為:x%V205-y%W03/Ti02-P043_(0.5),0.5是H3PO4在催化劑制備中的濃度。
[0023]實(shí)施例5: