脱硝除尘一体化陶瓷管催化剂及其制备方法和烟气脱硝除尘的方法与流程

技术特征：
1.一种脱硝除尘一体化陶瓷管催化剂，其特征在于，该催化剂包括陶瓷管以及负载在所述陶瓷管上的涂层，所述涂层包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述载体为介孔tio2，所述活性组分为贵金属氧化物；以所述涂层的总重量为基准，所述介孔tio2的含量为80-99wt％，所述贵金属氧化物的总含量为1-20wt％；其中，所述介孔tio2的孔容为0.25-0.5cm3/g，比表面积为200-400m2/g，孔径为2-50nm，晶型为锐钛矿型。2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以所述涂层的总重量为基准，所述介孔tio2的含量为85-95wt％，所述贵金属氧化物的总含量为5-15wt％；优选地，所述贵金属氧化物选自氧化铂、氧化钯、氧化银、氧化金、氧化铑和氧化钌中的至少一种；更优选地，所述贵金属氧化物为氧化铂和选自氧化钯、氧化铑中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述介孔tio2的孔容为0.3-0.4cm3/g，比表面积为252-339m2/g，孔径为9-12nm。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂，其中，所述介孔tio2的制备方法包括：(1)将钛铁矿与酸接触进行酸解，得到酸解液；(2)将所述酸解液与铁粉进行还原反应，将反应产物进行固液分离得到滤液；(3)将所述滤液进行冷却结晶，将冷却结晶后的产物进行固液分离得到含钛的a溶液，将所述含钛的a溶液进行水解得到含偏钛酸的b溶液；(4)将所述含偏钛酸的b溶液与模板剂进行水热反应，得到混合液c；(5)将所述混合液c涂覆在陶瓷管上，进行烘干和煅烧，得到介孔tio2，且所述介孔tio2负载在陶瓷管上。5.根据权利要求4所述的催化剂，其中，步骤(1)中，所述酸为浓硫酸；优选地，所述酸的浓度为10-15mol/l；优选地，所述钛铁矿与酸的质量比为10：(11-16)；优选地，所述酸解的条件包括：温度为120-160℃，时间为1-2h。6.根据权利要求4所述的催化剂，其中，步骤(2)中，所述铁粉与步骤(1)中钛铁矿的质量比为(0.2-0.5)：10，优选为(0.3-0.4)：10；优选地，所述还原反应的条件包括：温度为20-30℃，时间为15-30min。7.根据权利要求4所述的催化剂，其中，步骤(3)中，所述冷却结晶的条件包括：温度为0-6℃，优选为0-2℃，时间为36-72h；优选地，所述水解的条件包括：温度为80-100℃，更优选为85-95℃，时间为0.5-2h。8.根据权利要求4所述的催化剂，其中，步骤(4)中，所述含偏钛酸的b溶液与模板剂的质量比为1：(2-3)，优选为1：(2.2-2.5)；优选地，所述模板剂选自聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、十六烷基三甲基溴化铵和环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷三嵌段共聚物中的至少一种，更优选为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。9.根据权利要求4所述的催化剂，其中，步骤(4)中，所述水热反应的条件包括：水热温度为110-150℃，优选为120-140℃，水热时间为24-72h，优选为36-48h。10.根据权利要求4所述的催化剂，其中，步骤(5)中，烘干温度为80-100℃，烘干时间为6-10h；煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为4-8h。
11.一种脱硝除尘一体化陶瓷管催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：将贵金属盐、水、粘结剂和分散剂进行混合得到d溶液，将所述d溶液涂覆在负载介孔tio2的陶瓷管上，然后进行烘干和煅烧，得到脱硝除尘一体化陶瓷管催化剂。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述粘结剂选自硅溶胶、铝溶胶和硝酸中的一种，优选为硅溶胶；优选地，所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、羧甲基纤维素和聚乙二醇中的至少一种，更优选为聚乙二醇；优选地，烘干温度为80-100℃，烘干时间为6-10h；煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为4-8h。13.权利要求11或12所述的制备方法制得的脱硝除尘一体化陶瓷管催化剂。14.一种烟气脱硝除尘的方法，其特征在于，该方法包括：将含有氮氧化物的工业废气和含有氨气、氧气和氮气的混合气与催化剂接触进行脱硝除尘反应，所述催化剂为权利要求1-10和13中任意一项所述的脱硝除尘一体化陶瓷管催化剂。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法在150-500℃的温度下进行；优选地，所述氮氧化物以no计的体积浓度为100-1000ppm；优选地，氨气与以no计的所述氮氧化物的摩尔比为(1-3)：1；优选地，以所述工业废气与混合气的总体积为基准，氧气的含量为3-5体积％；优选地，所述工业废气与氨气的总进料流量为1-3m3/h。

技术总结
本发明涉及烟气净化技术领域，公开了一种脱硝除尘一体化陶瓷管催化剂及其制备方法和烟气脱硝除尘的方法，该催化剂包括陶瓷管以及负载在所述陶瓷管上的涂层，所述涂层包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述载体为介孔TiO2，所述活性组分为贵金属氧化物；以所述涂层的总重量为基准，所述介孔TiO2的含量为80-99wt％，所述贵金属氧化物的总含量为1-20wt％；其中，所述介孔TiO2的孔容为0.25-0.5cm3/g，比表面积为200-400m2/g，孔径为2-50nm，晶型为锐钛矿型。本发明提供的脱硝除尘一体化陶瓷管催化剂具有较好的脱硝活性，将该催化剂用于烟气脱硝除尘反应时，在150-500℃的低温区间内，脱硝效率可达到90％以上，除尘效率可达到95％以上。效率可达到95％以上。


技术研发人员：李歌 王宝冬 马子然 赵春林 周佳丽 王红妍 龙银花 孙永伟
受保护的技术使用者：北京低碳清洁能源研究院
技术研发日：2020.07.17
技术公布日：2022/1/17