用于煙氣脫硝中NH4HSO4分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種用于煙氣脫硝中NH4HSO4分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法，包括復合鈦白粉的制備、釩在復合鈦白粉上的負載和釩基復合鈦白粉的焙燒；本發明專利技術通過在復合鈦白粉上負載一定量五氧化二釩，制備得到了釩基復合鈦白粉催化劑，降低了硫酸氫銨的分解溫度；該制備方法工藝簡單、可操作性強，可適用于大規模工業化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于脫硝催化劑
，特別涉及一種用于煙氣脫硝中NH4HSO4分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法。
技術介紹
氮氧化物是我國“十二五”開始污染物重點減排對象，從2014年1月1日起要求所有重點和非重點地區的火電投運機組氮氧化物排放量分別降低到100mg/m3和200mg/m3。目前國內相關的火電廠基本都選擇選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術進行氮氧化物的去除。在SCR煙氣脫硝過程中，由于催化劑會將煙氣中的SO2氧化為SO3，而SO3會與脫硝過程中使用的NH3其反應，生成NH4HSO4，其具體的反應如下：SO2+O2→SO3，NH3+SO3+H2O→NH4HSO4，SO3+H2O→H2SO4，H2SO4+NH3→NH4HSO4。這種生成的硫酸氫銨在吸收煙氣中的水分后具有一定的粘性，通常情況下熔點147℃，會吸附煙氣中的飛灰，吸附于電廠鍋爐的空氣預熱器的冷端，由于冷端運行溫度一般低于硫酸氫銨的露點，在SCR脫硝催化劑運行一段時間后，會堵塞空氣預熱器的孔道，造成較大的背壓，同時會腐蝕空氣預熱器，如果不及時處理會使SCR脫硝系統無法正常運行，同時造成裝置的損壞。目前工業上普遍采用的方法為在線高壓水沖洗技術，這種技術對于鍋爐運行參數有著極高的要求，同時運行中沖洗的風險大，而離線狀態下用化學試劑清洗成本高、周期長，而用常溫高壓水沖洗效果不理想。因此，開發一種能夠在線分解硫酸氫銨的催化劑是目前工業煙氣脫硝領域一個亟待解決的問題。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種用于煙氣脫硝中NH4HSO4分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法，該釩基復合鈦白粉催化劑可大幅降低硫酸氫銨的分解溫度，促進在脫硝過程中生成的硫酸氫銨的分解。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種用于煙氣脫硝中NH4HSO4分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法，包括以下步驟：步驟一：將偏鈦酸制成漿液，加熱至70～90℃，再用氨水調節其pH值至5.0～6.0(優選為5.6)，過濾，洗滌，烘干，400～600℃(優選為500℃)焙燒2小時得到復合鈦白粉；步驟二：在制備的復合鈦白粉中加入偏釩酸銨，再加入水后加熱溶解偏釩酸銨，形成含有TiO2的混合液；步驟三：將得到的混合液加熱到60～80℃(優選為70℃)，攪拌，蒸干，在400～600℃(優選為500℃)焙燒3小時得到釩基復合鈦白粉。所述步驟一中，漿液的濃度以TiO2計為200-400g/L(優選為300g/L)。所述步驟一中，漿液中可加入改性劑，例如醋酸銻或硫酸鋇，添加質量比為Sb2O3:TiO2＝1:99～10:90(優選為2:98)或BaSO4:TiO2＝1:99～10:90(優選為5:95)。所述步驟二中，加入的偏釩酸銨的質量為V2O5:復合鈦白粉＝1:99～5:95(優選為3:97)，每100g偏釩酸銨加入0.5～1.0L(優選為0.6L)水。與現有技術相比，本專利技術得到的復合鈦白粉(氧化銻摻雜的鈦白粉或硫酸鋇摻雜的鈦白粉)，通過一定量的氧化釩負載，可以大幅降低硫酸氫銨的分解溫度。該制備方法工藝簡單、可操作性強，可適用于大規模工業化。附圖說明圖1是純的硫酸氫氨的熱重曲線示意圖。圖2是釩基鈦白粉催化劑負載10％質量比的硫酸氫銨的熱重曲線示意圖。圖3是釩基銻摻雜鈦白粉催化劑負載10％質量比的硫酸氫銨的熱重曲線示意圖。圖4是釩基鋇摻雜鈦白粉催化劑負載10％質量比的硫酸氫銨的熱重曲線示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例詳細說明本專利技術的實施方式。參比例，將純的硫酸氫氨做熱重分解，具體的分解曲線見圖1?？梢钥吹郊兊牧蛩釟滗@的分解溫度為462℃。實施例一一種用于工業煙氣脫硝過程中硫酸氫銨分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法依次包括以下步驟：(1)將250g偏鈦酸加入到1L的水中，攪拌，加熱至80℃，再用氨水調節其pH值至5，過濾，洗滌，烘干，再通過400℃焙燒得到相應的復合鈦白粉；(2)取99g(1)中制備的鈦白粉，加入1.2g偏釩酸銨；(3)將(2)中得到的混合物加入到0.5L的水中，加熱到70℃，攪拌，蒸干，在500℃焙燒得到相應的釩基鈦白粉催化劑。圖2為制備得到的釩基鈦白粉催化劑負載10％質量比的硫酸氫銨的熱重曲線?？梢钥吹竭@種釩基鈦白粉催化劑對硫酸氫銨最快分解溫度為389℃。實施例二一種用于工業煙氣脫硝過程中硫酸氫銨分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法依次包括以下步驟：(1)將300g偏鈦酸加入到1L水中，再加入9.8g醋酸銻，攪拌，加熱至80℃，用氨水調節其pH值至6.0，過濾，洗滌，烘干，再通過500℃焙燒得到相應的銻摻雜鈦白粉；(2)取98g(1)中制備的銻摻雜鈦白粉，加入2.4g偏釩酸銨，再加入0.7L水，形成一定的混合液；(3)將(2)中得到的混合液加熱到75℃，攪拌，蒸干，在550℃焙燒得到相應的釩基銻摻雜鈦白粉催化劑。圖3為制備得到的釩基銻摻雜鈦白粉催化劑負載10％質量比的硫酸氫銨的熱重曲線。可以看到這種釩基銻摻雜鈦白粉催化劑對硫酸氫銨最快分解溫度為410℃。實施例三一種用于工業煙氣脫硝過程中硫酸氫銨分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法依次包括以下步驟：(1)將400g偏鈦酸加入1L水中，再加入17g硫酸鋇，攪拌，加熱至80℃，再用氨水調節其pH值至6.0，過濾，洗滌，烘干，再通過600℃焙燒得到相應的硫酸鋇摻雜鈦白粉；(2)取97g(1)中制備的硫酸鋇摻雜鈦白粉，3.6g偏釩酸銨，再加入1.0L水；(3)將(2)中得到的混合液加熱到80℃，攪拌，蒸干，在600℃焙燒得到相應的釩基硫酸鋇摻雜鈦白粉催化劑。圖4為制備得到的釩基鋇摻雜鈦白粉催化劑負載10％質量比的硫酸氫銨的熱重曲線。可以看到這種釩基銻摻雜鈦白粉催化劑對硫酸氫銨最快分解溫度為387℃。以上僅為本專利技術的優選實施例，不局限本專利技術的專利保護范圍。除上述實施例外，本專利技術還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換的技術方案，均在本專利技術的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于煙氣脫硝中NH4HSO4分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：將偏鈦酸制成漿液，加熱至70～90℃，再用氨水調節其pH值至5.0～6.0，過濾，洗滌，烘干，400～600℃焙燒2小時，得到復合鈦白粉；步驟二：在制備的復合鈦白粉中加入偏釩酸銨，再加入水后加熱溶解偏釩酸銨，形成含有TiO2的混合液；步驟三：將得到的混合液加熱到60～80℃，攪拌，蒸干，在400～600℃焙燒3小時，得到釩基復合鈦白粉。

【技術特征摘要】
1.一種用于煙氣脫硝中NH4HSO4分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：將偏鈦酸制成漿液，加熱至70～90℃，再用氨水調節其pH值至5.0～6.0，過濾，洗滌，烘干，400～600℃焙燒2小時，得到復合鈦白粉；步驟二：在制備的復合鈦白粉中加入偏釩酸銨，再加入水后加熱溶解偏釩酸銨，形成含有TiO2的混合液；步驟三：將得到的混合液加熱到60～80℃，攪拌，蒸干，在400～600℃焙燒3小時，得到釩基復合鈦白粉。2.根據權利要求1所述用于煙氣脫硝中NH4HSO4分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，漿液的濃度以TiO2計為200-400g/L。3.根據權利要求1所述用于煙氣脫硝中NH4HSO4分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，漿液的濃度以TiO2計為300g/L，漿液中加入改性劑醋酸銻或硫酸鋇，添加質量比為Sb2O3:TiO2＝1:99～10:90或BaSO4:TiO2＝1:99～10:90。4.根據權利要求1所述用于煙氣脫硝中NH4HSO4分解的釩基復合鈦白粉催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，漿液中加入改性劑醋酸銻或硫酸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳曉東，許騰飛，冉銳，翁端，司知蠢，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：北京;11