专利名称：一种粘结剂及其在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粘结剂及其在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用。
背景技术：
氮氧化物(NOx)，主要是指一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)已成为与CO，SO2并列 齐名的主要污染物，它破坏人畜血液中的血红蛋白，对人的眼睛和呼吸器官有强刺激作用， 会与碳氢化合物作用，形成以臭氧为主的光化学烟雾，构成对大气环境的严重污染，引起肺 气肿、哮喘、支气管炎，乃至死亡。同时，NOx还是形成酸雨的主要原因之一。酸雨会对环境 带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。因此，各国对NOx排放的要求也日趋严格。脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)，选择性非催化还原法(SNCR)。对于 SNCR技术，当温度低于900°C时，会造成所谓的“氨穿透”现象，而温度太高又会引发NH3氧 化生成NO的副反应而加重NOx的排放。而SCR，是指在催化剂的表面上，在氧气的参与下， 实现NOx与NH3之间的氧化还原反应，最终生成无害的N2和H2O的过程。因此，工业上使用 最广泛的是SCR技术。SCR商用催化剂为整体型蜂窝状和片状，商业催化剂在运输安装过途中可能受到 雨水打湿，以及在烟道中受到气流粉尘的冲刷和水汽的侵蚀。所以要求片状催化剂在拥有 良好的脱硝性能的同时，要有一定的强度和抗水性。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种廉价、无毒的粘结剂。本发明的目的之二是提供所述粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用， 以使催化剂在拥有具有一定的强度和抗水性的同时，也有良好的脱硝性能。本发明的粘结剂的组分及其质量百分比含量为膨润土20-85%通用水泥15-80%。上述的膨润土为有机膨润土、钠基膨润土或钙基膨润土。所说的通用水泥为硅酸 盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复 合硅酸盐水泥。粘结剂的制备将膨润土和通用水泥按比例混合而成。上述粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用将粘结剂和去除烟气中氮 氧化物的催化剂粉体按质量比为0.18 1-0.25 1充分混合，加入水分调成浆料，均勻涂 覆在载片上，在150-300°C干燥。所说的载片可以是铝片或铁片。所说的催化剂可以为Mn0x-Ce0x/Ti02-CNTS、 Mn0x-Ce0x/Ti02、Mn0x_V205/Ti02-CNTs、Mn0x-V205/Ti02、Mn0x/Ti02-CNTs、Mn0x/Ti02、V2O5-WO3/ TiO2-CNTs、V205-W03/TiO2、V205/TiO2-CNTs、V205/TiO2、Fe0x_Cu0/TiO2-CNTs 或 Fe0x_Cu0/TiO2。本发明的有益效果在于
本发明的粘结剂成本低，无毒安全。该粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中 的应用方法简单，制成片状在保证一定的强度和抗水性的同时，也拥有较好的脱硝性能。
图1为强度测试方法示意图；图2为采用不同含量粘结剂的催化剂片对氮氧化物转化率。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发 明不仅仅局限于下面的实施例。实施例1 取5g Mn0x-V205/Ti02-CNTs催化剂粉体，0. 3g有机膨润土和0. 7g复合硅酸盐水泥 混合均勻，加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmXO. Icm的长方形表面粗 糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300°C处理lh，随 炉冷却。实验室模拟商业催化剂片的工作环境，采用5m/s的平行风吹片状催化剂，如图1， 考察其在一小时掉粉率来衡量其强度。将片状催化剂完全浸泡在水中，考察其在一小时掉 粉率来衡量其抗水性。其中，掉粉率=损失的催化剂质量/片状催化剂上涂覆的催化剂质 量，掉粉率越小其强度和抗水性越好。在模拟烟气的流量为99%Ar+l%N0 40sccm,99% Ar+1% NH340sccm, N2210sccm，空气 210sccm，总流量为 500sccm，空速为 60001Γ1 的条件下， 进行NOx转化率测试来衡量其脱硝性能。测量强度时其掉粉率为7. 45%，测量抗水性时其 掉粉率为11. 45%，脱硝性能测试结果如图2的#1号曲线，在275°C时，NOx的转化率达98% 以上。实施例2 取5g Mn0x-Ce0x/Ti02-CNTs催化剂粉体，0. 3g有机膨润土和0. 6g复合硅酸盐水 泥混合均勻，加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmX 0. Icm的长方形表面 粗糙的铁片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300°C处理lh， 随炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为7. 25%，测量抗水性时其掉粉率为14. 58%，脱硝性能测试结果如图2的#2号曲线，在 250°C时，NOx的转化率达98%以上。实施例3 取5g Mn0x-Ce0x/Ti02催化剂粉体，0. 5g有机膨润土和0. 7g复合硅酸盐水泥混合 均勻，加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmXO. Icm的长方形表面粗糙的 铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300°C处理lh，随炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为6. 02%，测量抗水性时其掉粉率为15. 56%，脱硝性能测试结果如图2的#3号曲线，在 275°C时，NOx的转化率达95%以上。
实施例4 取5g Mn0x-V205/Ti02催化剂粉体，0. 25g有机膨润土和Ig复合硅酸盐水泥混合均 勻，加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmX 0. Icm的长方形表面粗糙的铝 片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300°C处理lh，随炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为8. 12%，测量抗水性时其掉粉率为7. 04%，脱硝性能测试结果如图2的#4号曲线，在 275 °C时，NOx的转化率达80%。实施例5:取5g Mn0x-Ce0x/Ti02-CNTs催化剂粉体，Ig有机膨润土和0. 2g复合硅酸盐水泥 混合均勻，加适量的去水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmX 0. Icm的长方形表面 粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300°C处理lh， 随炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为2. 32%，测量抗水性时其掉粉率为50. 82%，脱硝性能测试结果如图2的#5号曲线，在 225°C时，NOx的转化率达98%以上，但抗水性较差。实施例6 取5g V2O5-WO3ZtiO2-CNTs催化剂粉体，0. 35g有机膨润土和0. 7g硅酸盐水泥混合 均勻，加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmXO. Icm的长方形表面粗糙的 铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中250°C处理lh，随炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为6. 45%，测量抗水性时其掉粉率为10. 58%，脱硝性能测试，在275°C时NOx的转化率达 90%。实施例7 取5g V205-W03/Ti02催化剂粉体，0. 5g有机膨润土和0. 6g普通硅酸盐水泥混合均 勻，加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmX 0. Icm的长方形表面粗糙的铝 片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中200°C处理lh，随炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为7. 02%，测量抗水性时其掉粉率为17. 23%，脱硝性能测试，在275°C时NOx的转化率达 88%。实施例8 取5g V205/Ti02-CNTs催化剂粉体，0. 4g有机膨润土和0. 75g矿渣硅酸盐水泥混合 均勻，加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmXO. Icm的长方形表面粗糙的 铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中200°C处理lh，随炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为7. 35%，测量抗水性时其掉粉率为10. 21%，脱硝性能测试，在275°C时NOx的转化率达 87%。实施例9
取5g V205/Ti02催化剂粉体，0. 5g钠基膨润土和0. 55g火山灰质硅酸盐水泥混合 均勻，加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmXO. Icm的长方形表面粗糙的 铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中200°C处理lh，随炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为7. 55%，测量抗水性时其掉粉率为18. 24%，脱硝性能测试，在275°C时NOx的转化率达 81%。实施例10 取5g Fe0x-Cu0/Ti02-CNTs催化剂粉体，0. 4g有机膨润土和0. 7g复合硅酸盐水泥 混合均勻，加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmXO. Icm的长方形表面粗 糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中200°C处理lh，随 炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为6. 48%，测量抗水性时其掉粉率为10. 02%，脱硝性能测试，在275°C时NOx的转化率达 91%。实施例11 取5g Fe0x-Cu0/Ti02催化剂粉体，0. 5g钠基膨润土和0. 65g硅酸盐水泥混合均勻， 加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmXO. Icm的长方形表面粗糙的铝片 两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中150°C处理lh，随炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为6. 58%，测量抗水性时其掉粉率为16. 47%，脱硝性能测试，在275°C时NOx的转化率达 89%。实施例12 取5g Mn0x/Ti02-CNTs催化剂粉体，0. 4g钙基膨润土和0. 85g粉煤灰硅酸盐水泥 混合均勻，加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmXO. Icm的长方形表面粗 糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300°C处理lh，随 炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为5. 45%，测量抗水性时其掉粉率为9. 56%，脱硝性能测试，在275°C时NOx的转化率达 82%。实施例13 取5g Mn0x/Ti02催化剂粉体，0. 5g钙基膨润土和0. 4g复合硅酸盐水泥混合均勻， 加适量的水搅拌调成浆状，均勻地涂覆在3. 5cmX IOcmXO. Icm的长方形表面粗糙的铝片 两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300°C处理lh，随炉冷却。强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率 为6. 85%，测量抗水性时其掉粉率为20. 87%，脱硝性能测试，在275°C时NOx的转化率达 84%。
权利要求
1.一种粘结剂，其特征在于该粘结剂的组分及其质量百分比含量为膨润土20-85%通用水泥 15-80%。
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于所说的膨润土为有机膨润土、钠基膨润 土或钙基膨润土。
3.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于所说的通用水泥为硅酸盐水泥、普通硅 酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。
4.权利要求1所述的粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用，其特征在于 将粘结剂和去除烟气中氮氧化物的催化剂粉体按质量比为0.18 1-0.25 1充分混合， 加入水分调成浆料，均勻涂覆在载片上，在150-300°C干燥。
5.根据权利要求4所述的粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用，其特征在 于所说的载片是铝片或铁片。
6.根据权利要求4所述的粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用，其特征在 于所说的催化剂为 Mn0x-Ce0x/Ti02-CNTs、Mn0x_Ce0x/Ti02、Mn0x-V205/Ti02-CNTs、Mn0x-V205/ TiO2, Mn0x/Ti02_CNTs、Mn0x/Ti02、V205-W03/Ti02-CNTs、V205_W03/Ti02、V205/Ti02_CNTs、V2O5/ TiO2, Fe0x-Cu0/Ti02-CNTs 或 Fe0x_Cu0/Ti02。
全文摘要
本发明公开的粘结剂的组分及其质量百分比含量为膨润土20-85％，水泥15-80％。该粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用将粘结剂和去除烟气中氮氧化物的催化剂粉体按质量比为0.18∶1-0.25∶1充分混合，加入水分调成浆料，均匀涂覆在载片上，在150-300℃干燥。本发明的粘结剂成本低，无毒安全。该粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用方法简单，制成片状在保证一定的强度和抗水性的同时，也拥有较好的脱硝性能。
文档编号B01J23/30GK102000556SQ201010528060
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者孙祖芳, 易志龙, 邱发敏, 郑军伟 申请人:浙江德纳希环保科技股份有限公司