【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煙氣脫硝催化劑，尤其是涉及一種抗砷中毒脫硝催化劑及其制備方法。
技術介紹
1、氮氧化物(nox)是一種會造成平流層臭氧損耗、酸沉降、光化學煙霧等嚴重損傷環境的大氣污染源，對人類生態環境產生極大的危害。我國大氣中的nox主要來源于燃煤電廠、鋼鐵、玻璃等行業燃燒的煤炭。作為我國氮氧化物的主要排放源，對燃煤火電廠氮氧化物排放減量化已迫在眉睫。
2、選擇性催化還原技術(selective?catalytic?reduction,簡稱scr)已經被證明是最有效，應用范圍最廣的脫硝技術，而催化劑是整體技術的核心。催化劑的性能直接影響scr脫硝系統的運行效率。在實際運行過程中，催化劑的脫硝性能和使用壽命受煙氣成分、飛灰沖刷磨損、催化劑孔道堵塞、化學中毒失活等眾多因素影響。其中，重金屬中毒是導致催化劑失活、脫硝性能下降的重要原因之一。
3、其中，砷是我國煤炭中普遍存在的一種重金屬成分，其含量多集中于0.4～10μg/g。按照我國煤炭行業標準(mt/t?803-1999)煤中砷含量的分級方法，我國的煤炭多為二級含砷煤(砷含量＞4-8μg/g)，但我國西南部和內蒙古地區，開采的煤炭中砷含量較高，可高達2000μg/g。在燃用高砷煤時，煙氣中會含有大量砷氧化物，造成scr催化劑中毒失活，直接影響scr脫硝系統的運行性能。因此，避免催化劑砷中毒失活對于確保高砷煤發電機組超低排放運行至關重要。
4、鑒于此，特提出本專利技術。
技術實現思路
1、本專利技術的目
2、第一方面，本專利技術提供一種抗砷中毒脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：
3、s1、將鋁源和鈦源加入無水乙醇溶液中，加熱攪拌溶解，得到乳白色溶液；
4、s2、將高分子聚合醇、無水乙醇和水的混合溶液逐滴加入乳白色溶液中，充分水解，得到初始凝膠；
5、s3、初始凝膠經第一次干燥、第一次焙燒處理，得到al2o3-tio2復合載體；
6、s4、將al2o3-tio2復合載體依次經浸漬、第二次干燥和第二次焙燒處理，得到抗砷中毒脫硝催化劑；
7、其中，所述高分子聚合醇包括聚乙二醇和聚丙二醇，通過改變所述高分子聚合醇的相對分子質量，調節al2o3-tio2復合載體的孔容、孔徑以及鋁的配位狀態。
8、在本專利技術抗砷中毒脫硝催化劑的制備方法中，首先采用溶膠-凝膠法制備tio2-al2o3復合載體，并通過添加高分子聚合醇作為介孔模板劑，以控制水解和縮聚反應的進程，從而制備出含有豐富晶內介孔的tio2-al2o3復合載體；所得al2o3-tio2復合載體依次經浸漬、干燥和焙燒處理，即可得到抗砷中毒脫硝催化劑。
9、研究表明，通過調變高分子聚合醇的相對分子量大小可以有效調節載體的孔容和孔徑，進一步優化載體孔結構參數，以降低催化劑孔道堵塞情況，進而提高對砷氧化物的容納能力。此外，研究還發現，本專利技術所引入的高分子聚合醇還可以提高al2o3-tio2載體中五配位鋁的相對比例，而五配位鋁比例的增加可以有效促進v、mo活性物種在al2o3-tio2復合載體表面的均勻分散，暴露出更多的活性位點，從而進一步提高催化劑的抗砷中毒性能。
10、具體地，在調控孔容和孔徑方面，本專利技術的聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇在溶液中可形成一定的分子鏈結構，這些分子鏈在凝膠形成過程中起到模板作用，引導無機物(如鋁源和鈦源)在其周圍沉積，從而形成具有特定孔結構的復合載體。不同分子量的高分子聚合醇具有不同的分子鏈長度和構象，因此能夠產生不同大小和形狀的孔道；此外，聚乙二醇和聚丙二醇的分子量越大，其分子鏈越長，空間位阻效應越顯著。在凝膠形成過程中，大分子量的聚乙二醇或聚丙二醇能夠占據更多的空間，從而形成更大的孔徑和孔容。相反，小分子量的高分子聚合醇則傾向于形成更小的孔徑和孔容。因此，本專利技術的聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇可以對復合載體孔容及孔徑的調控。
11、在優化孔結構參數方面，聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇的加入還能夠影響孔道的連通性，通過調控高分子聚合醇的分子量和加入量，可以優化孔道的分布和連通性，減少孔道堵塞的情況，提高催化劑的傳質效率；與此同時，聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇在熱處理過程中會分解或揮發，并留下一定的表面粗糙度，而這種粗糙度有助于增加催化劑的比表面積和活性位點數量，進一步提高催化劑的性能。
12、在調控五配位鋁的相對比例方面，首先，聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇中的羥基等官能團能夠與鋁離子發生配位作用，形成穩定的配合物。這種配位作用能夠影響鋁離子的配位狀態，使其更傾向于形成五配位鋁結構。而不同分子量的聚乙二醇和聚丙二醇具有不同的配位能力和配位穩定性，因此能夠調控五配位鋁的相對比例。其次，在熱處理過程中，聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇的分解和揮發會促進鋁離子的重新排列和配位狀態的轉變。因此，通過調控水解的熱處理條件和聚乙二醇和聚丙二醇高分子聚合醇的分子量等參數，可以進一步優化五配位鋁的比例和分布。
13、作為本技術方案優選地，本專利技術所使用聚乙二醇的相對分子質量為1000-4000，例如，聚乙二醇peg-1000、聚乙二醇peg-1500、聚乙二醇peg-2000、聚乙二醇peg-4000，聚丙二醇的相對分子質量為1000-4000，例如，聚丙二醇ppg-1000、聚丙二醇ppg-2000和聚丙二醇ppg-4000。
14、作為本技術方案優選地，本專利技術所使用鋁源對應的氧化物al2o3與高分子聚合醇的質量比為1：(0.3-1.5)，并優選為1：0.5。
15、作為本技術方案優選地，步驟s1中，所述鈦源包括鈦酸異丙酯、異丙醇鈦和鈦酸四丁酯中的任意一種，并優選為鈦酸異丙酯；所述鋁源包括乙醇鋁、異丙醇鋁和仲丁醇鋁中的任意一種，并優選為異丙醇鋁；而所述鋁源和鈦源所對應的氧化物al2o3與tio2的質量比為(0.3-0.8)：1，并優選為0.5：1。
16、作為本技術方案優選地，步驟s1中，本專利技術在對鈦源、鋁源和無水乙醇進行加熱時，控制溫度為30-70℃，時間為0.5-3h。水解溫度和水解時間是控制鋁源和鈦源水解速率的重要因素，與此同時，也是影響載體中五配位鋁比例大小的重要因素。
17、作為本技術方案優選地，步驟s2中，本專利技術高分子聚合醇、無水乙醇和蒸餾水的混合溶液進行預熱后，逐滴加入步驟s1的乳白色溶液中進行水解，控制溫度為30-70℃，時間為2-4h，進一步控制水解速率和縮聚反應過程。
18、作為本技術方案優選地，步驟s3中，所述第一次干燥時，控制溫度為50-100℃，時間為24-48h；所述第一次焙燒時，控制溫度為450-550℃，時間為3-6h。即通過干燥和焙燒處理去除介孔模板劑和其他雜質，優化產物的結構和性能，促進產物的結本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種抗砷中毒脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙二醇的相對分子質量為1000-4000，所述聚丙二醇的相對分子質量為1000-4000。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋁源對應的氧化物Al2O3與所述高分子聚合醇的質量比為1：(0.3-1.5)。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述鈦源包括鈦酸異丙酯、異丙醇鈦和鈦酸四丁酯中的任意一種；
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述加熱攪拌時，控制溫度為30-70℃，時間為0.5-3h。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述水解時，控制溫度為30-70℃，時間為2-4h。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述第一次干燥時，控制溫度為50-100℃，時間為24-48h；
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S4中，所述浸漬時，將Al2O3-TiO2復合
9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S4中，所述第二次干燥時，控制溫度為80-120℃，時間為1-4h；
10.一種抗砷中毒脫硝催化劑，其特征在于，根據權利要求1-9任一項所述的制備方法制備得到。
...【技術特征摘要】
1.一種抗砷中毒脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙二醇的相對分子質量為1000-4000，所述聚丙二醇的相對分子質量為1000-4000。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋁源對應的氧化物al2o3與所述高分子聚合醇的質量比為1：(0.3-1.5)。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述鈦源包括鈦酸異丙酯、異丙醇鈦和鈦酸四丁酯中的任意一種；
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述加熱攪拌時，控制溫度為30-70℃，時間為0.5-3h。
【專利技術屬性】
技術研發人員：汪全華，林靜仁，王虎，岳彥偉，縱宇浩，劉磊，郭立行，李金珂，謝興星，
申請(專利權)人：大唐南京環保科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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