[发明专利]一种硼化锆助剂脱硝脱硫催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂的制备技术领域，公开一种硼化锆助剂脱硝脱硫催化剂及制备方法。

背景技术

目前，用于同时脱硫脱硝的技术主要有电子束法，活性炭法，CuO/γ-Al²O₃法等，从工业锅炉角度而言，低温脱硝脱硫工艺的技术需求空间巨大，而目前现有进行脱硫脱硝技术中使用的催化剂主要成份为活性炭、Cu/Mg/Al、CuO/Al2O3；活性炭催化剂包括传统活性炭催化剂和专利号为03145680.4公开的蜂窝状活性炭(ACH)催化剂；活性炭、 Cu/Mg/Al、CuO/Al2O3均为中温或高温催化剂，催化温度较高，一般有效催化温度在300℃以上，而在300℃温度以下，催化效率明显下降，无法满足低温脱硫脱硝的技术需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种硼化锆助剂脱硝脱硫催化剂及制备方法。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种硼化锆助剂脱硝脱硫催化剂，采用硅藻土-石墨烯作为载体，其中硅藻土-石墨烯是通过颗粒混合并在150℃下烧结3小时而，将纳米级氧化镍负载到载体上构成复合氧化物活性载基，并在复合氧化物活性载基上负载金属氧化物助剂作为催化助剂，所述催化剂的重量百分比为：硅藻土-石墨烯19.41％～24.45％，纳米级氧化镍57.93％～65.65％，金属氧化物助剂4.09％～5.77％，表面活性剂3.29％～4.16％，交联剂2.24％～3.08％，增强剂 4.28％～4.96％；所述催化剂在300℃以下用于催化SXOY、NOX的同步脱除；在160～250℃反应，以氨蒸汽作为吸收剂时，催化NOX、SO2的脱除率分别为90％、95％以上。

所述的表面活性剂为硬脂酸、丙三醇中的一种或两种的混合，交联剂为甲基丙烯酸 -2-羧乙酯，增强剂为玻璃纤维。

所述的硅藻土-石墨烯为天然多孔的高比表面积生物成因的硅质沉积岩，其化学成分主要是SiO2，含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质；其具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的物性，且储量丰富利于获得。由于硅藻土-石墨烯具有很强的吸附性能，大大增强氧化钴及其他金属助剂的附着力；硅藻土- 石墨烯更进一步的具有大量孔隙和高比表面积，加快催化反应的速率，增加了反应面积。从而为催化效率的提高，提供了有力保证。

所述的纳米级氧化镍为锐钛矿型氧化镍；氧化镍存在两种型态：锐钛矿型氧化镍、金红石型氧化镍，由于锐钛矿型氧化镍具有比金红石型氧化镍更高的催化活性，纳米级氧化镍作为一种重要的加氢脱硫及NO氢化助催化剂，其存在状态对活性组分的催化活性具有较大的影响，因此，选用锐钛矿型氧化镍。

所述的复合氧化物活性载基以硅藻土-石墨烯作为载体，将纳米级氧化镍负载到载体上构成复合氧化物活性载基，大大阻止了锐钛矿型氧化镍向金红石型氧化镍的转变，提高了锐钛矿型氧化镍的机械强度、比表面积、热稳定性和反应活性；此法形成的复合氧化物，为复合活性载基，集成了两者优点于一体，力求获得相互作用后的更高催化性能；将纳米级氧化镍引入硅藻土-石墨烯载体可明显提高纳米级氧化镍晶型的转变温度，提高纳米级氧化镍的热稳定性和反应活性；同时硅藻土-石墨烯具有大量的微孔及大的比表面积，增加了锐钛矿型的氧化镍负载量和反应面积，把锐钛矿型的氧化镍负载在硅藻土- 石墨烯载基上可以增加锐钛矿型的氧化镍稳定性；所形成的复合氧化物活性载基可用于硫氧化物和氮氧化物的同步脱除，具有良好的抗水性、高机械强度、比表面积大、高热稳定性和强反应活性等特点。

复合氧化物活性载基可以负载其他活性组分进一步调变催化剂的活性和选择性催化性；在复合氧化物活性载基上负载金属氧化物助剂作为催化助剂，可以进一步提高催化反应活性。

所述的金属氧化物助剂为两性氧化物，目的在于两性氧化物，在高的活性载基中被活化，表现出两性氧化物独有的高催化氧化型或者高催化还原性，大大提高催化剂的整体催化性能；而且，被活化的两性氧化物还可以进一步提高活性载基本身的活性，从而再次提高催化剂的整体催化活性；所述的两性氧化物为Mn氧化物、V氧化物、Cr氧化物、Ce氧化物、W氧化物、Mo氧化物中的一种或几种Cr氧化物、Mn氧化物、Ce氧化物分别由相应的硝酸盐溶液热解制备；W氧化物和Mo氧化物分别由钨酸铵和钥酸铵热解制备，V氧化物由正钒酸铵、偏钒酸铵或多钒酸铵或硫酸氧钒热解制备。