CN112264002A - 一种scr催化剂及其对零价汞氧化能力的改性方法 - Google Patents

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舒凯
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潘栋
尚桐
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Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种SCR催化剂及其对零价汞氧化能力的改性方法,设计合理,方法简单有效,增强其对烟气中零价汞的氧化能力。所述的改性方法,包括,S1,将蜂窝SCR催化剂单体置于1‑2mol/L的Ce(NO3)3溶液中浸泡;S2,浸泡充分后风干,然后煅烧得到改性催化剂。本发明所述的改性方法,在原有脱硝催化剂的基础上,通过浸泡使其能够附着有硝酸铈,通过煅烧后得到氧化铈提高催化剂本身的氧化能力,从而在进行脱硝的时候更好的通过氧化铈对零价汞进行氧化,得到二价汞,操作方法简单高效,能够满足目前对气态的零价汞进行脱除的需求。

Description

一种SCR催化剂及其对零价汞氧化能力的改性方法
技术领域
本发明专利涉及火电行业SCR脱硝催化剂改性,具体涉及一种SCR脱硝催化剂及其对零价汞氧化能力的改性方法。
背景技术
汞是煤中的痕量元素,煤种不同,燃煤烟气中汞的形态分布也不相同。燃煤烟气中汞主要以3种形态存在:颗粒汞(Hgp)、二价汞(Hg2+)、气态单质汞(Hg0)。Hgp指结合在颗粒表面的汞,可利用除尘设备脱除;Hg2+易溶于水,可在湿法脱硫***中脱除,并且Hg2+在烟气中可以部分或全部被颗粒碳吸附,吸附了汞的碳颗粒可被除尘设备脱除;气态Hg0难溶于水,且挥发性极强,在大气中存在的时间长、传输距离远,很难被现有的烟气净化设备脱除,易形成长久性的污染。由此可见,燃烧后脱汞对烟气中汞的形态分布依赖程度很大,难点是Hg0的脱除,加强Hg0向Hgp和Hg2+的转化利于汞的脱除。
我国燃煤电厂脱硝以选择性催化还原(SCR)为主流技术,目前应用最广的商业SCR催化剂为金属氧化物催化剂,其主要成分为V2O5-WO3/TiO2。研究发现,烟气经过SCR催化剂后部分Hg0会被氧化成Hg2+,对汞在WFGD中脱除有促进作用,但是先有的响应催化剂,主要还是为了完成脱硝,对于零价汞的氧化能力不足,无法完全满足零价汞的脱除需求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种SCR催化剂及其对零价汞氧化能力的改性方法,设计合理,方法简单有效,增强其对烟气中零价汞的氧化能力。
本发明是通过以下技术方案来实现:
一种SCR催化剂对零价汞氧化能力的改性方法,包括,
S1,将蜂窝SCR催化剂单体置于1-2mol/L的Ce(NO3)3溶液中浸泡;
S2,浸泡充分后风干,然后煅烧得到改性催化剂。
优选的,S1中,蜂窝SCR催化剂单体与Ce(NO3)3溶液的比例为30-35g:1L。
优选的,S1中,蜂窝SCR催化剂单体至少在Ce(NO3)3溶液中浸泡3小时。
优选的,S2中,浸泡充分后在室温下自然风干。
优选的,S2中,煅烧的步骤如下,
S21,从室温升温至保温温度,升温速率小于3℃/min;
S22,在保温温度下保温至少24h;
S23,从保温温度升温至煅烧温度,升温速率小于3℃/min;
S24,在煅烧温度煅烧至少48h;
S25,自然冷却至室温。
进一步,所述保温温度为110-130℃。
进一步,所述煅烧温度为300-400℃
一种由上述任意一项所述方法制备得到的SCR催化剂。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明所述的改性方法,在原有脱硝催化剂的基础上,通过浸泡使其能够附着有硝酸铈,通过煅烧后得到氧化铈提高催化剂本身的氧化能力,从而在进行脱硝的时候更好的通过氧化铈对零价汞进行氧化,得到二价汞,操作方法简单高效,能够满足目前对气态的零价汞进行脱除的需求。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明所述方法主要包括催化剂浸渍、风干和煅烧三个步骤。
S1,将蜂窝SCR催化剂单体置于1-2mol/L的Ce(NO3)3溶液中浸泡;
S2,充分浸泡后风干,然后煅烧得到改性催化剂。
S1中,蜂窝SCR催化剂单体与Ce(NO3)3溶液的比例为30-35g:1L。蜂窝SCR催化剂单体至少在Ce(NO3)3溶液中浸泡3小时。
S2中,浸泡充分后在室温下自然风干。煅烧的过程也是先进行保温处理然后煅烧,其步骤如下,
S21,从室温升温至保温温度,升温速率小于3℃/min;
S22,在保温温度下保温至少24h;优选的,保温温度为110-130℃。
S23,从保温温度升温至煅烧温度,升温速率小于3℃/min;
S24,在煅烧温度煅烧至少48h;优选的,煅烧温度为300-400℃。
S25,自然冷却至室温。
本发明还公开了一种由上述方法制备得到的SCR催化剂。
实施例1
本优选实例中,通过对比进行说明对该催化剂的改性。以一块运行了24000h蜂窝SCR催化剂单体为材料,该催化剂单体截距6.88mm,孔径6.22mm,比表面积53.88m2/g,从中截取两块6×6孔的小型催化样品A和B。
称取1302.8g Ce(NO3)3·6H2O于烧杯中,加适量水溶解后用定容稀释至3L再倒回烧杯中。
将样品B放入烧杯中浸渍约3h后取出,在室温下自然风干,然后放入电阻炉中煅烧,制得了改性催化剂样品。具体煅烧过程如下:
Ⅰ、从室温缓慢升温至1100℃,升温速率小于3℃/min;
Ⅱ、在110℃下保温24h;
Ⅲ、从110℃升温至300℃,升温速率小于3℃/min;
Ⅳ、在300℃下煅烧48h;
Ⅴ、自然冷却至室温。
样品A的BET比表面积、单点比表面积、孔容和孔径分别为53.88m2/g、52.66m2/g、0.252ml/g、16.4nm。
改性后样品B的BET比表面积、单点比表面积、孔容和孔径分别为53.88m2/g、52.66m2/g、0.252ml/g、16.4nm。
将上述的样品A和改进样品B在模拟烟气中进行对比试验,模拟烟气中O2浓度6%,HCl浓度120~150ppm,温度100~400℃,样品A在350℃时达到最大汞氧化率73.0%;改性后的样品B在350℃时达到最大汞氧化率84.7%,较样品A上升了16.0%。从而能够得到通过浸渍Ce(NO3)3溶液改性的SCR催化剂对烟气中Hg0的氧化能力明显提升,有利于后续设备对烟气中汞的脱除,降低烟气中汞的排放浓度。
在实施例1的基础上,通过关键参数的控制来进行如下对于催化剂改性的说明。
实施例2
S1,将蜂窝SCR催化剂单体按照30g:1L的比例,置于2mol/L的Ce(NO3)3溶液中浸泡3小时;
S2,充分浸泡后在室温下自然风干,然后煅烧得到改性催化剂。
煅烧步骤如下,
S21,从室温升温至保温温度,升温速率小于3℃/min;
S22,在保温温度下保温24h;保温温度为120℃。
S23,从保温温度升温至煅烧温度,升温速率小于3℃/min;
S24,在煅烧温度煅烧48h;煅烧温度为360℃。
S25,自然冷却至室温。
实施例3
S1,将蜂窝SCR催化剂单体按照33g:1L的比例,置于1.5mol/L的Ce(NO3)3溶液中浸泡3小时;
S2,充分浸泡后在室温下自然风干,然后煅烧得到改性催化剂。
煅烧步骤如下,
S21,从室温升温至保温温度,升温速率小于3℃/min;
S22,在保温温度下保温30h;保温温度为130℃。
S23,从保温温度升温至煅烧温度,升温速率小于3℃/min;
S24,在煅烧温度煅烧50h;煅烧温度为300℃。
S25,自然冷却至室温。
实施例4
S1,将蜂窝SCR催化剂单体按照35g:1L的比例,置于2mol/L的Ce(NO3)3溶液中浸泡4小时;
S2,充分浸泡后在室温下自然风干,然后煅烧得到改性催化剂。
煅烧步骤如下,
S21,从室温升温至保温温度,升温速率小于3℃/min;
S22,在保温温度下保温26h;保温温度为110℃。
S23,从保温温度升温至煅烧温度,升温速率小于3℃/min;
S24,在煅烧温度煅烧56h;煅烧温度为400℃。
S25,自然冷却至室温。
实施例5
S1,将蜂窝SCR催化剂单体按照34g:1L的比例,置于1mol/L的Ce(NO3)3溶液中浸泡5小时;
S2,充分浸泡后在室温下自然风干,然后煅烧得到改性催化剂。
煅烧步骤如下,
S21,从室温升温至保温温度,升温速率小于3℃/min;
S22,在保温温度下保温40h;保温温度为115℃。
S23,从保温温度升温至煅烧温度,升温速率小于3℃/min;
S24,在煅烧温度煅烧48h;煅烧温度为330℃。
S25,自然冷却至室温。

Claims (8)

1.一种SCR催化剂对零价汞氧化能力的改性方法,其特征在于,包括,
S1,将蜂窝SCR催化剂单体置于1-2mol/L的Ce(NO3)3溶液中浸泡;
S2,充分浸泡后风干,然后煅烧得到改性催化剂。
2.根据权利要去1所述的一种SCR催化剂对零价汞氧化能力的改性方法,其特征在于,S1中,蜂窝SCR催化剂单体与Ce(NO3)3溶液的比例为30-35g:1L。
3.根据权利要去1所述的一种SCR催化剂对零价汞氧化能力的改性方法,其特征在于,S1中,蜂窝SCR催化剂单体至少在Ce(NO3)3溶液中浸泡3小时。
4.根据权利要去1所述的一种SCR催化剂对零价汞氧化能力的改性方法,其特征在于,S2中,浸泡充分后在室温下自然风干。
5.根据权利要去1所述的一种SCR催化剂对零价汞氧化能力的改性方法,其特征在于,S2中,煅烧的步骤如下,
S21,从室温升温至保温温度,升温速率小于3℃/min;
S22,在保温温度下保温至少24h;
S23,从保温温度升温至煅烧温度,升温速率小于3℃/min;
S24,在煅烧温度煅烧至少48h;
S25,自然冷却至室温。
6.根据权利要去5所述的一种SCR催化剂对零价汞氧化能力的改性方法,其特征在于,所述保温温度为110-130℃。
7.根据权利要去5所述的一种SCR催化剂对零价汞氧化能力的改性方法,其特征在于,所述煅烧温度为300-400℃。
8.一种由权利要求1-7任意一项所述方法制备得到的SCR催化剂。
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