本发明涉及脱硝催化剂
技术领域：
，尤其涉及一种三叶草型脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术：
：目前，现有烟气锅炉多种多样，而且锅炉在前期安装制造过程中没有考虑到烟气脱硝，锅炉排烟温度偏低，低于300度。现有脱硝技术主要是选择性还原脱硝反应，此技术的核心为脱硝催化剂，而现有脱硝催化剂的使用温度为300～420℃，现有的催化剂无法使用，而且现有脱硝催化剂的主要成分为v2o5、wo3、tio2，属于危废，更换后的催化剂危害环境。因此，开发低温、耐硫、高活性无毒脱硝催化剂迫在眉睫。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种三叶草型脱硝催化剂及其制备方法，所述三叶草型脱硝催化剂高效、耐硫、使用温度低，易于工业应用。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种三叶草型脱硝催化剂，包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为三叶草型tio2-al2o3，所述活性组分为三氧化二铁和二氧化锰；所述三氧化二铁和二氧化锰的质量之和占所述三叶草型脱硝催化剂的10～20％。本发明提供了上述技术方案所述三叶草型脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：将钛白粉、玻璃纤维、拟薄水铝石和水混合，得到混合物料；将所述混合物料进行陈腐，得到陈腐物料；将所述陈腐物料进行挤压，形成三叶草型物料；将所述三叶草型物料进行第一煅烧，得到三叶草型tio2-al2o3载体；将铁源和锰源溶于水，得到活性溶液；将所述三叶草型tio2-al2o3载体浸渍于所述活性溶液中，依次进行干燥和第二煅烧后，得到三叶草型脱硝催化剂。优选的，所述钛白粉、玻璃纤维、拟薄水铝石和水的质量比为(40～50):(1～4):(15～25):(25～35)。优选的，所述陈腐的温度为室温，所述陈腐的时间为24h。优选的，所述挤压的挤出压力为0.2～0.4mpa，温度为室温。优选的，所述第一煅烧的煅烧温度300～500℃，时间为1～5h。优选的，所述铁源中的铁元素、锰源中的锰元素和水的摩尔比为(0.2～0.6):1:24。优选的，所述三叶草型tio2-al2o3载体与所述活性溶液的质量固液比为1：(0.4～1)。优选的，所述干燥的温度为40～80℃，时间为8～16h。优选的，所述第二煅烧的温度为300～500℃，时间为1～5h。本发明提供了一种三叶草型脱硝催化剂，包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为三叶草型tio2-al2o3，所述活性组分为三氧化二铁和二氧化锰；所述三氧化二铁和二氧化锰的质量之和占所述三叶草型脱硝催化剂的10～20％。本发明提供的三叶草型脱硝催化剂的活性组分为三氧化二铁和二氧化锰，其中fe和mn之间存在较好的价态调控作用，使得所述三叶草型脱销催化剂具有较高的低温抗硫性能，在温度180～300℃以上具有较好的低温抗硫脱硝性能；本发明提供的三叶草型脱硝催化剂以三叶草型tio2-al2o3为载体，该载体具有优异的机械性能，使得催化剂同样具有较高的机械性能；本发明提供了所述三叶草型脱硝催化剂的制备方法，本发明使用过渡金属氧化物制备成催化剂，无毒；本发明的生产工艺简单，操作便捷；本发明的催化剂使用占地面积小，装卸方便。具体实施方式本发明提供了一种三叶草型脱硝催化剂，包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为三叶草型tio2-al2o3，所述活性组分为三氧化二铁和二氧化锰；所述三氧化二铁和二氧化锰的质量之和占所述三叶草型脱硝催化剂的10～20％。本发明提供的三叶草型脱硝催化剂包括载体，所述载体为三叶草型tio2-al2o3。在本发明中，所述载体中tio2与al2o3的质量比优选为10：(3～5)，更优选为10：(3.5～4.5)。本发明提供的三叶草型脱硝催化剂包括负载于所述载体上的活性组分，所述活性组分为三氧化二铁和二氧化锰，所述活性组分中三氧化二铁和二氧化锰的质量比优选为(0.15～0.75):1，更优选为(0.3～0.5):1。在本发明中，所述三氧化二铁和二氧化锰的质量之和占所述三叶草型脱硝催化剂的10～20％，优选为12～18％，更优选为14.59％。本发明提供了上述技术方案所述三叶草型脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：将钛白粉、玻璃纤维、拟薄水铝石和水混合，得到混合物料；将所述混合物料进行陈腐，得到陈腐物料；将所述陈腐物料进行挤压，形成三叶草型物料；将所述三叶草型物料进行第一煅烧，得到三叶草型tio2-al2o3载体；将铁源和锰源溶于水，得到活性溶液；将所述三叶草型tio2-al2o3载体浸渍于所述活性溶液中，依次进行干燥和第二煅烧后，得到三叶草型脱硝催化剂。在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。本发明将钛白粉、玻璃纤维、拟薄水铝石和水混合，得到混合物料。在本发明中，所述钛白粉、玻璃纤维、拟薄水铝石和水的质量比优选为(40～50):(1～4):(15～25):(25～35)，更优选为(42～46):(2～3):(16～20):(28～32)。在本发明中，所述水优选为去离子水。在本发明中，所述混合的过程优选为先将水加入到搅拌机中，然后加入拟薄水铝石搅拌均匀，再加入钛白粉和玻璃纤维，搅拌均匀后，得到混合物料。在本发明中，所述搅拌的转速优选为30r/min。在本发明中，钛白粉(又名二氧化钛tio2)，不易起化学变化，具有较好的晶型结构、颗粒度和比表面积，作为催化剂载体。在本发明中，拟薄水铝石(一水合氧化铝)作为粘结剂，与钛白粉复合作为催化剂载体。本发明利用玻璃纤维增加催化剂的强度。得到混合物料后，本发明将所述混合物料进行陈腐，得到陈腐物料。在本发明中，所述陈腐优选在常规陈腐室中进行；所述陈腐的温度优选为室温，所述陈腐的时间优选为24h。本发明通过陈腐使得物料趋于均匀，可塑性提高，使粘结剂(拟薄水铝石)更好的发挥粘性，挤出成三叶条时不易断裂。得到陈腐物料后，本发明将所述陈腐物料进行挤压，形成三叶草型物料。在本发明中，所述挤压的挤出压力优选为0.2～0.4mpa，更优选为0.25～0.35mpa，温度优选为室温。本发明优选在螺旋挤出机中进行所述挤压，本发明对所述螺旋挤出机的型号没有特殊的限定，选用本领域熟知的型号即可。本发明通过挤压将物料挤压成三叶草型，从而使得催化剂的接触面积更大，在减少催化剂用量的基础上增强催化效果。形成三叶草型物料后，本发明将所述三叶草型物料进行第一煅烧，得到三叶草型tio2-al2o3载体。进行所述第一煅烧前，本发明优选将所述三叶草型物料进行干燥，所述干燥的温度优选为40～80℃，更优选为50～60℃，时间优选为8～16h，更优选为10～15h。本发明通过干燥去除物料中的水分。完成所述干燥后，本发明将所得物料进行第一煅烧，所述第一煅烧的煅烧温度优选为300～500℃，更优选为350～450℃，时间优选为1～5h，更优选为2～3h。本发明通过第一煅烧提高载体的强度；所述三叶草型tio2-al2o3载体中，tio2和al2o3相互均匀分散。本发明将铁源和锰源溶于水，得到活性溶液。在本发明中，所述铁源中的铁元素、锰源中的锰元素和水的摩尔比为(0.2～0.6):1:24，更优选为(0.3～0.5):1:24。在本发明中，所述铁源优选包括硝酸铁或醋酸铁，所述锰源优选包括醋酸锰或硝酸锰。本发明以铁源和锰源作为催化剂中活性组分的来源。得到活性溶液后，本发明将所述三叶草型tio2-al2o3载体浸渍于所述活性溶液中，依次进行干燥和第二煅烧后，得到三叶草型脱硝催化剂。在本发明中，所述三叶草型tio2-al2o3载体与所述活性溶液的质量固液比优选为1：(0.4～1)，更优选为1：(0.5～0.8)，进一步优选为1：(0.6～0.7)。在本发明中，所述浸渍的时间优选为12h，温度优选为室温。本发明通过浸渍将活性溶液中的活性组分负载于所述三叶草型tio2-al2o3载体上。在本发明中，所述干燥的温度优选为40～80℃，更优选为50～60℃，时间优选为10～15h。本发明通过干燥烘干载体上的活性溶液。在本发明中，所述第二煅烧的温度优选为300～500℃，更优选为350～450℃，时间优选为1～5h，更优选为2～3h。本发明通过第二煅烧将铁源和锰源转化为三氧化二铁和二氧化锰，所述三氧化二铁和二氧化锰作为活性组分，具有优良的低温脱硝活性。下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1将3.2kg去离子水加入搅拌机(转速为30r/min)中，然后向其中加入拟薄水铝石1.8kg混合均匀，再将5kg钛白粉均匀加入至搅拌机，最后加入0.2kg玻璃纤维，使物料充分混合后，得到混合物料，将所述混合物料转移至陈腐室，在室温下进行陈腐24h，得到陈腐物料；然后使用螺旋挤出机将所述陈腐物料在室温下进行挤出，挤出压力为0.2mpa，得到三叶草型物料，将所述三叶草型物料转运至烘干室进行干燥12h(60℃)，然后在450℃进行第一煅烧3小时，得到三叶草型tio2-al2o3载体，所述载体中tio2与al2o3的质量比为10:3；将九水硝酸铁(1.175kg，2.908mol)和醋酸锰(2.516kg，14.543mol)溶于水(6.309kg，350.5mol)，得到活性溶液，其中，fe:mn(摩尔比)＝0.2:1，将所述三叶草型tio2-al2o3载体(10kg)在室温下浸渍到活性溶液(10kg)中，浸渍5h后，将所得载体在60℃干燥12h，然后将所得干燥物在450℃煅烧3h，得到三叶草型脱硝催化剂，记为fe0.2-mn/tio2-al2o3；该催化剂中，三氧化二铁0.233kg，二氧化锰1.265kg，三氧化二铁与二氧化锰质量比为0.184，催化剂总质量为11.498kg，三氧化二铁与二氧化锰质量之和占催化剂总质量的13％。采用常规方法，对实施例1制备的三叶草型tio2-al2o3载体进行性能测试，发现其长度为4～10mm，比表面积为75m2/g，机械强度为85n，负载活性组分后不会影响催化剂的机械性能，因此，本发明的脱硝催化剂具有优异的机械性能。实施例2本实施例与实施例1的区别仅在于：九水硝酸铁(1.7626kg，4.362mol)和醋酸锰(2.516kg，14.543mol)，即fe:mn(摩尔比)＝0.3:1，将所制备的三叶草型脱硝催化剂记为fe0.3-mn/tio2-al2o3，该催化剂中，三氧化二铁0.345kg，二氧化锰1.265kg，三氧化二铁与二氧化锰质量比为0.276，催化剂总质量为11.61kg，三氧化二铁与二氧化锰质量之和占催化剂总质量的13.9％。实施例3本实施例与实施例1的区别仅在于：九水硝酸铁(2.35kg，5.816mol)和醋酸锰(2.516kg，14.543mol)，即fe:mn(摩尔比)＝0.4:1，将所制备的三叶草型脱硝催化剂记为fe0.4-mn/tio2-al2o3，该催化剂中，三氧化二铁0.465kg，二氧化锰1.265kg，三氧化二铁与二氧化锰质量比为0.368，催化剂总质量为11.73kg，三氧化二铁与二氧化锰质量之和占催化剂总质量的14.7％。实施例4本实施例与实施例1的区别仅在于：九水硝酸铁(2.94kg，7.277mol)和醋酸锰(2.516kg，14.543mol)，即fe:mn(摩尔比)＝0.5:1，将所制备的三叶草型脱硝催化剂记为fe0.5-mn/tio2-al2o3，该催化剂中，三氧化二铁0.582kg，二氧化锰1.265kg，三氧化二铁与二氧化锰质量比为0.46，催化剂总质量为11.847kg，三氧化二铁与二氧化锰质量之和占催化剂总质量的15.6％。实施例5本实施例与实施例1的区别仅在于：九水硝酸铁(3.525kg，8.725mol)和醋酸锰(2.516kg，14.543mol)，即fe:mn(摩尔比)＝0.6:1，将所制备的三叶草型脱硝催化剂记为fe0.6-mn/tio2-al2o3，该催化剂中，三氧化二铁0.698kg，二氧化锰1.265kg，三氧化二铁与二氧化锰质量比为0.5516，催化剂总质量为11.963kg，三氧化二铁与二氧化锰质量之和占催化剂总质量的16.4％。测试例将实施例1～5制备的三叶草型脱硝催化剂放入固定床反应器中进行活性测试，活性测试条件为：[no]＝[nh3]＝400ppm、[o2]＝6％，[so2]＝50ppm、其它为氮气，空速8000h-1，温度180℃，具体结果见表1。表1实施例1～5制备的三叶草型脱硝催化剂的性能测试数据催化剂进口no/ppm出口no/ppm效率％fe0.2-mn/tio2-al2o340015062.5fe0.3-mn/tio2-al2o340010075fe0.4-mn/tio2-al2o34007082.5fe0.5-mn/tio2-al2o34009077.5fe0.6-mn/tio2-al2o34009576.25由表1可知，本发明制备的三叶草型脱硝催化剂在180℃低温时具有较高的抗硫脱硝效率。由以上实施例可知，本发明提供了一种三叶草型脱硝催化剂及其制备方法，所述三叶草型脱硝催化剂具有优异的低温抗硫脱硝性能。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种三叶草型脱硝催化剂，其特征在于，包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为三叶草型tio2-al2o3，所述活性组分为三氧化二铁和二氧化锰；所述三氧化二铁和二氧化锰的质量之和占所述三叶草型脱硝催化剂的10～20％。
2.权利要求1所述三叶草型脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将钛白粉、玻璃纤维、拟薄水铝石和水混合，得到混合物料；
将所述混合物料进行陈腐，得到陈腐物料；
将所述陈腐物料进行挤压，形成三叶草型物料；
将所述三叶草型物料进行第一煅烧，得到三叶草型tio2-al2o3载体；
将铁源和锰源溶于水，得到活性溶液；
将所述三叶草型tio2-al2o3载体浸渍于所述活性溶液中，依次进行干燥和第二煅烧后，得到三叶草型脱硝催化剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述钛白粉、玻璃纤维、拟薄水铝石和水的质量比为(40～50):(1～4):(15～25):(25～35)。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述陈腐的温度为室温，所述陈腐的时间为24h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述挤压的挤出压力为0.2～0.4mpa，温度为室温。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一煅烧的煅烧温度300～500℃，时间为1～5h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述铁源中的铁元素、锰源中的锰元素和水的摩尔比为(0.2～0.6):1:24。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述三叶草型tio2-al2o3载体与所述活性溶液的质量固液比为1：(0.4～1)。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为40～80℃，时间为8～16h。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二煅烧的温度为300～500℃，时间为1～5h。
技术总结本发明提供了一种三叶草型脱硝催化剂及其制备方法，属于脱硝催化剂技术领域。本发明提供的三叶草型脱硝催化剂包括载体和负载于所述载体上的活性组分，所述载体为三叶草型TiO2‑Al2O3，所述活性组分为三氧化二铁和二氧化锰；所述三氧化二铁和二氧化锰的质量之和占所述三叶草型脱硝催化剂的10～20％。本发明所述三叶草型脱硝催化剂在温度180～300℃具有较好的低温抗硫脱硝性能；同时具有较高的机械性能；本发明使用过渡金属氧化物制备成催化剂，无毒；本发明的生产工艺简单，操作便捷；本发明的催化剂使用占地面积小，装卸方便。
技术研发人员：郭勇;荣卫龙;任骞;边波;盛守祥;巩晓
受保护的技术使用者：山东爱亿普环保科技股份有限公司
技术研发日：2020.02.10
技术公布日：2020.06.09
