專利名稱：一種scr脫硝催化劑的制備方法及由該方法所制備的scr脫硝催化劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種SCR脫硝催化劑的制備方法及由該方法所制備的SCR脫硝 催化劑。
背景技術：
氮氧化物(NOx)是鍋爐和內燃機排放氣體中的有害物之一。NOx對環境問 題和人體健康有許多的危害，對人體有致毒作用，是形成酸雨、酸霧的主要污 染物，與碳氫化合物形成光化學煙霧，可破壞臭氧層，而且是溫室氣體之一。 面對嚴峻的環保形勢，2003年我國頒布了新的《火電廠大氣污染物排放標準》， 國家允許的NOx最高排放質量濃度(標準狀態)為450 mg/ m3 (Vdat>20 %)，并且自 2004年7月開始征收NOx排污費，標準為0.63元/kg。由于爐內低氮燃燒技術的局 限性，使得NOx控制不能達到令人滿意的效果，為了進一步降低NOx的排放，必 須對燃燒后的煙氣進行脫硝處理。
如何實現氮氧化物的減排防污是國內外關注的一個熱點，選擇性催化還原 法(SCR， Selective Catalytic Reduction)脫硝以其成熟的技術和良好的脫硝效果 得到了世界各國的普遍重視，是目前發達國家普遍采用的減少氮氧化物排放的 方法，它能夠有效降低氮氧化物排放量。另外，它被證明在當前流行技術安裝 實施中是高性能，比較經濟的解決方案。催化材料的研究一直是催化脫硝技術 的研究熱點。對此，現有技術有過許多嘗試。
CN 101053836 A 了一種以堇青石蜂窩陶瓷為第一載體，活性氧化鋁涂層為 第二載體，負載活性組分為CuO的脫硝催化劑，其在模擬煙氣測試中，在S02為1600ppm時，NO轉化率在70h內沒有下降，在煙氣脫硝時具有抗S02毒化 作用。
CN 1792455 A描述了一種脫硝催化劑，其包括在蜂窩狀活性炭上負載的鐵、 錳、釩的一種或幾種金屬氧化物。所述催化劑在120-25(TC下通入煙氣，在操作 空速為500-3000 h"的條件下進行脫硝，其脫硝效率達50-90%。
CN 1724149 A涉及一種低溫脫硝催化劑，其除了作為活性組分的錳的氧化 物和作為載體的二氧化鈦外，還包括兩種或兩種以上作為催化劑助劑的變價金 屬鐵或銅或釩或鈰或鉻的氧化物。所述催化劑在低溫時具有良好的脫硝催化活 性，且具有良好的抗S02和H20中毒能力。
SCR裝置的運行成本在很大程度上取決于催化劑的壽命，其使用壽命又取決 于催化劑活性的衰減速度。SCR反應塔中的催化劑在運行一段時間后，其表面活 性都會有所降低，引起催化劑失活的原因很多，其中砷中毒是主要原因之一。 另外，高溫高飛灰煙氣布置SCR系統的方式中， 一般設計要求二氧化硫/三氧化 硫的轉化率小于1%，煙氣中的二氧化硫氧化成三氧化硫，與氨生成硫酸氨和硫 酸氫銨，造成催化劑與空預器堵塞、磨損、腐蝕等，也會降低催化劑活性。在 現有技術中，在以鐵的氧化物作為活性組分或助催化劑時，鐵的氧化物均是通 過鐵的硝酸鹽或氯化物的形式引入的。但是，由鐵的硝酸鹽和氯化物得到的催 化劑不具有同時抗砷中毒抗二氧化硫氧化的能力。因此，存在這樣的需求，即 在提高催化劑的抗砷中毒的情況下同時提高抗二氧化硫氧化能力。
發明內容
本發明的任務在于提供一種SCR脫硝催化劑的制備方法及由該方法所制備 的抗砷中毒抗硫氧化SCR脫硝催化劑。令人驚奇的是由本發明的方法所制備的 SCR脫硝催化劑同時具有抗砷中毒和抗硫氧化的性能，且其制備方法的工藝簡單、低成本、脫硝效率高。
本發明的任務一方面通過提供一種SCR催化劑的制備方法而得到了解決， 所述方法包括如下步驟
1、 一定量的硫酸亞鐵銨溶于水；
2、 按質量比硫酸亞鐵Ti02= 1 : (2-30)加入銳鈦礦型納米TiO2;
3、 按質量比硅酸鹽納米材料Ti02= 1 : (0.5-2)加入硅酸鹽納米孔材料，攪 拌均勻；
4、 上述得到的溶液加熱攪拌至干燥，在60-160。C干燥l-10h;
5、 在200-35(TC下，通氧氣燒0.5-5小時，然后在350-450。C氮氣下煅燒4-48h，
得到所需催化劑。
所述硅酸鹽納米孔材料是以下材料中的一種或多種的組合A型沸石分子 篩、X型沸石分子篩、Y型沸石分子篩、絲光沸石分子篩、ZSM-5沸石分子篩、 Beta型沸石分子篩、MCM-41型硅鋁介孔分子篩、MCM-48型硅鋁介孔分子篩、 SBA-15型硅鋁介孔分子篩、SBA-16型硅鋁介孔分子篩、SBA-3型硅鋁介孔分子 篩、MAS系列硅鋁介孔分子篩(其包括MAS-5等孔徑從4到30納米的含陰離子骨 架的層，孔或籠型材料)。
此外，本發明的任務另一方面通過提供一種由所述SCR催化劑的制備方法 所制備的SCR催化劑得到解決，所述SCR催化劑是以納米Ti02和硅酸鹽納米 孔材料為復合載體，加入硫酸亞鐵銨得到活性成份，在特定的溫度和氣氛下活 化，所述催化劑在具有高效脫硝活性的同時具有強抗砷中毒抗二氧化硫氧化能 力，能夠通過多種工藝成型應用于電力及相關企業煙氣選擇性催化脫硝等能源 環保工業領域，其脫硝效率在90%以上。
所述SCR催化劑的催化性能的測試條件為空速為8000h—\反應溫度為350°C，測量氣體組分為模擬電廠煙氣組分，進口NO濃度為1100ppm， S02濃度
為1200ppm，砷含量為65ppm，中等灰度。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明進行示例性的描述，但下列實施例不能理解為是 對本發明保護范圍的限制。 實施例l
10克硫酸亞鐵銨溶于100克水，攪拌下加入50克納米TiO2，攪拌均勻后再加 入50克A型分子篩，加熱下攪拌至干燥，在10(TC干燥5h。接著在20(TC下，通氧 氣燒1小時，然后在40(TC氮氣下煅燒10h，得到所需的催化劑，脫硝效率為91%， 二氧化硫氧化率<1%， 300小時后脫硝率保持在原來的99%， 二氧化硫氧化率 <1%。
實施例2
10克硫酸亞鐵銨溶于100克水，攪拌下加入50克納米TiO2，均勻后再加入50 克X型分子篩，加熱下攪拌至干燥，在10(TC干燥5h。接著在30(TC下，通氧氣燒 2小時，然后在45(TC氮氣下煅燒5h，得到所需的催化劑，脫硝效率為92%， 二氧 化硫氧化率<1%， 300小時后脫硝率保持在原來的98%， 二氧化硫氧化率<1%。
實施例3
8克硫酸亞鐵銨溶于100克水，攪拌下加入70克納米TiO2，均勻后再加入30 克X型分子篩，加熱下攪拌至干燥，在10(TC干燥5h。接著在350。C下，通氧氣燒 3小時，然后在35(TC氮氣下煅燒5h，得到所需的催化劑，脫硝效率為卯％， 二氧 化硫氧化率<1%， 300小時后脫硝率保持在原來的96%， 二氧化硫氧化率<1%。
實施例4
15克硫酸亞鐵銨溶于100克水，攪拌下加入50克納米Ti02，均勻后再加入60克X型分子篩，加熱下攪拌至干燥，在10(TC干燥5h。接著在30(TC下，通氧 氣燒2小時，然后在45(TC氮氣下煅燒20h，得到所需的催化劑，脫硝效率為91%， 二氧化硫氧化率<1%， 300小時后脫硝率保持在原來的100%， 二氧化硫氧化率 <1%。
權利要求
1. 一種SCR脫硝催化劑的制備方法，其包括如下步驟1、一定量的硫酸亞鐵銨溶于水；2、按質量比硫酸亞鐵∶TiO2＝1∶(2-30)加入銳鈦礦型納米TiO2；3、按質量比硅酸鹽納米材料∶TiO2＝1∶(0.5-2)加入硅酸鹽納米孔材料，攪拌均勻；4、上述得到的溶液加熱攪拌至干燥，在60-160℃干燥1-10h；5、在200-350℃下，通氧氣燒0.5-5小時，然后在350-450℃氮氣下煅燒4-48h，得到所述的催化劑。
2. 根據權要求1所述的方法，其特征在于所述硅酸鹽納米孔材料是以下材料中 的一種或多種的組合A型沸石分子篩、X型沸石分子篩、Y型沸石分子篩、絲 光沸石分子篩、ZSM-5沸石分子篩、Beta型沸石分子篩、MCM-41型硅鋁介孔 分子篩、MCM-48型硅鋁介孔分子篩、SBA-15型硅鋁介孔分子篩、SBA-16型 硅鋁介孔分子篩、SBA-3型硅鋁介孔分子篩、MAS系列硅鋁介孔分子篩。
3. 根據權要求2所述的方法，其特征在于所述MAS系列硅鋁介孔分子篩包括 MAS-5等孔徑從4到30納米的含陰離子骨架的層，孔或籠型材料。
4. 由權利要求1-3任一項所述的方法所制備的SCR脫硝催化劑。
全文摘要
本發明涉及一種SCR脫硝催化劑的制備方法，其包括如下步驟1.一定量的硫酸亞鐵銨溶于水；2.按質量比硫酸亞鐵∶TiO<sub>2</sub>＝1∶(2-30)加入銳鈦礦型納米TiO<sub>2</sub>；3.按質量比硅酸鹽納米材料∶TiO<sub>2</sub>＝1∶(0.5-2)加入硅酸鹽納米孔材料，攪拌均勻；4.上述得到的溶液加熱攪拌至干燥，在60-160℃干燥1-10h；5.在200-350℃下，通氧氣燒0.5-5小時，然后在350-450℃氮氣下煅燒4-48h，得到所述的催化劑。此外，本發明還涉及由所述SCR脫硝催化劑的制備方法所制備的SCR脫硝催化劑，所述催化劑具有抗砷中毒和抗硫氧化的性能，能夠通過多種工藝成型，適用于電力及相關企業煙氣選擇性催化脫硝等能源環保工業領域。
文檔編號B01J29/064GK101433855SQ200810209730
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月18日 優先權日2008年12月18日
發明者孫克寧, 尹肖菊, 邵延斌 申請人:哈爾濱工業大學