一種電廠除塵后用低溫脫硝催化劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發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 工業脫硝技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著"十二五"期間國家對氮氧化物排放的控制越來越嚴格，單純的低氮燃燒技術 已無法滿足現行排放標準的要求，選擇性催化還原（SCR)技術因其高效可靠的脫硝性能，已 開始在國內燃煤電廠逐步推廣應用，該技術的主要原理是以冊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 火電廠應用采用高含塵布置方式，即布置在鍋爐省煤器之后、空預器之前。在這個位置上雖 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 行吹灰清潔等維護，影響催化劑使用壽命，增加了運行運行成本。而如果將催化劑的工作環 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、水泥窯爐這類工業窯爐在運行過程中，排放的氮氧化物也 占到國內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，而工業窯爐的 煙氣溫度相對較低，大多在150°C~250°C之間，該溫度區間內現有的釩鎢鈦催化劑活性較 低，因此，研究開發適用于火電廠除塵器之后以及工業窯爐的低溫煙氣脫硝催化劑具有重 要意義。
【發明內容】
[0005] 為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種電廠除塵后用低溫脫硝催化 劑，具體技術方案如下： 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數： 超細二氧化鈦 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 進行混合制備而成。
[0006] 作為上述技術方案的改進，所述超細二氧化鈦粒徑為lnm~50nm，活性炭粒徑為 10nm ~50nm〇
[0007] 作為上述技術方案的改進，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，可將該種催化劑應用于火電廠除塵器之后、脫硫裝置之前，并且 能夠適應工業窯爐在運行過程中煙氣溫度在150°C~250°C的中低溫區間的特點，有益效 果顯著，值得推廣應用。
[0009] 本發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 性炭后繼續攪拌均勻，轉移到超聲波發生器中超聲分散，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] 作為上述技術方案的改進，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] 作為上述技術方案的改進，所述步驟（5)中超聲波功率為200W~700W，頻率為 30Hz~50Hz，超聲時間為lh~5h。
[0012] 作為上述技術方案的改進，所述步驟（6)中高速攪拌速度為3000r/min。
[0013] 作為上述技術方案的改進，所述步驟（7)中烘干溫度為60°C~140°C。
[0014] 作為上述技術方案的改進，所述步驟（8)中煅燒溫度為300°C~700°C，煅燒保溫 時間為3h~7h。
[0015] 上述技術方案制備的低溫脫硝催化劑經檢測，在150°C~250°C脫硝性能穩定，能 夠產業化生產。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合具體實施例進行詳細闡述。
[0017] 實施例一 按照下列步驟進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 活性炭后繼續攪拌均勻，轉移到超聲波發生器中超聲分散，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] 將經過上述步驟得到脫硝催化劑在自制管式SCR反應器中進行脫硝反應活性評 價，其中模擬煙氣的組成為600ppm NH3、600ppm N0和3% 02，總流速為350ml/min，設計反應 溫度區間為120°C~420°C。反應器尾管進出口氣體濃度由Testo350-XL煙氣分析儀進行 在線檢測，其脫硝效率見下表1。
[0019] 實施例二 按照下列步驟進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 活性炭后繼續攪拌均勻，轉移到超聲波發生器中超聲分散，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] 將經過上述步驟得到脫硝催化劑按照實施例一的方法進行測試，其脫硝效率見下 表1。
[0021] 實施例三 按照下列步驟進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