一种平板式脱硝催化剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种平板式脱硝催化剂，包括基材和催化剂，基材为不锈钢网，催化剂包括A组分、B组分和C组分,A组分包括二氧化钛和填料；B组分包括五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡、纤维材料、硬脂酸和偏钒酸铵；C组分包括三氧化钨、氧化钨、氧化钼、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素；本发明还公开了一种平板式脱硝催化剂的制备方法；本发明产品脱硝效率高，生产成本相对低廉，不但可防止飞灰堵塞，在抗磨损和抗中毒方面具有巨大的优势，而且特别适用于我国燃煤电厂煤种不稳定、燃煤烟气含尘量高的情况。
【专利说明】一种平板式脱硝催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于催化剂【技术领域】，涉及一种平板式脱硝催化剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]燃煤电厂是二氧化氮的主要来源之一，占总排量的80%左右，燃烧烟气中去除氮氧化物的过程，防止环境污染的重要性，已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。近年来，由于国内火电厂装机容量迅速增加，火电厂燃煤量从2000年的5.8X108t上升到2007年的14X108t，到2020年预计火电厂二氧化氮的排放量将超过1425X104t，将对环境造成严重的危害。国家“十二五”期间加大了对二氧化氮的控制力度，环境保护部颁布并实施了《火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)》，对二氧化氮排放量有了严格的限制，氮氧化物的控制已刻不容缓。
[0003]世界上比较主流的工艺分为:SCR和SNCR。其中，SCR技术中，催化剂是其核心部分，决定了 SCR系统的脱硝效率和经济性，其建设成本占烟气脱硝工程成本的20%以上，运行成本占30%以上。近年来，美、日、德等发达国家不断投入大量人力、物力和资金，研究开发高效率、低成本的烟气脱硝催化剂，重视在催化剂专利技术、技术转让、生产许可过程中的知识产权保护工作；最初的催化剂是Pt-Rh和Pt等金属类催化剂，以氧化铝等整体式陶瓷做载体，具有活性较高和反应温度较低的特点，但是昂贵的价格限制了其在发电厂中的应用。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种平板式脱硝催化剂及其制备方法，本发明产品脱硝效率高，生产成本相对低廉，不但可防止飞灰堵塞，在抗磨损和抗中毒方面具有巨大的优势，而且特别适用于我国燃煤电厂煤种不稳定、燃煤烟气含尘量高的情况。
[0005]为了解决以上技术问题，本发明提供一种平板式脱硝催化剂，其由催化剂均匀黏附在不锈钢网上压制成型，催化剂由A组分、B组分和C组分混合而成，各组分按质量份计如下:
A组分:
二氧化钛55-59份填料2.2-2.4份 B组分:
五氧化二钒23-25份氯化钙0.5-1份钛化铵0.1-0.3份石蜡0.15-0.25份纤维材料5-8份硬脂酸1-1.2份偏钥;酸铵14-16份 C组分:
三氧化钨15-23份氧化钨8-15份氧化钥7-11份氧化铝1-1.5份氧化铜0.8-1.2份氧化镍1.6-1.8份稀土元素2.5-4份。
[0006]以上技术方案中，各组分的质量份中，单份的质量都相同，即只需将各组分按规定的质量份混合在一起即可。
[0007]本发明进一步限定的技术方案是:
前述稀土元素包括:5-9%的铈、11-15%的镨、8-12%钕、3-5%铒、18-22%镝，其余为镧；且二氧化钛为纳米级，其颗粒直径为20-80nm ;填料为二氧化硅粉末或玻璃纤维；纤维材料为芳纶、木浆纤维或活性炭纤维的一种或任意混合物。
[0008]本发明采用二氧化钛和二氧化硅粉末或玻璃纤维构成基料，利用氧化硅粉末和玻璃纤维高强度高韧性的特点，提高基料的整体耐磨程度；以三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素等构成抗氧化、抗毒化辅助剂，可减少含碱金属或砷元素的杂质吸附在活性中心上，或是与活性中心起化学作用，从而变为影响催化剂性能的物质，使催化剂中毒失活；并且本发明产品以在五氧化二钒中添加氯化钙、钛化铵、石蜡以及纤维材料等作为活性剂，五氧化二钒为强氧化剂，在弱碱性条件下即可生成钒酸盐(vo3_)，活性极高，但极易分解并与其他物质产生反应，影响其化学性质，加入了氯化钙、钛化铵、石蜡以及纤维材料后，可在一定程度上使其化学性质稳定下来，减少其与其他杂质反应而造成的活性浪费，有助于催化剂相对较长时将的保持活性。
[0009]进一步的，
本发明提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括如下具体步骤:
步骤(一):用100-180份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在20-35°C条件下，均匀搅拌至充分溶解；
步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀；
步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌100-120min 至均匀；
步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀；
步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板；
步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
[0010]本发明提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括如下具体步骤:
步骤(一):用100份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在35°C条件下，均匀搅拌至充分溶解；
步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀；
步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌10min至均匀；
步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀；
步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板；
步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
[0011]本发明提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括如下具体步骤:
步骤(一):用180份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在20°C条件下，均匀搅拌至充分溶解；
步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀；
步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌120min至均匀；
步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀；
步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板；
步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
[0012]本发明提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括如下具体步骤:
步骤(一):用140份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在28°C条件下，均匀搅拌至充分溶解；
步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀；
步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌IlOmin至均匀；
步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀；
步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板；
步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
[0013]本发明的有益效果是:
本发明产品中加入纤维调料，不但提高了产品的抗磨损能力，增长使用寿命，而且，在防堵灰方面，对于一定的反应器截面，在相同的催化剂节距下，其通流面积最大可达到85%以上；同时，本产品中还加入了木浆纤维或活性炭纤维，增大了催化剂中的孔洞大小，增加了孔洞的数量，提高了催化剂的效率；且本产品的壁面夹角数量最少，同时抗中毒性能及抗二氧化硫氧化性也相对较强；同时本产品脱硝效率高，生产成本相对低廉，而且特别适用于我国燃煤电厂煤种不稳定、燃煤烟气含尘量高的情况。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
本实施例提供提供一种平板式脱硝催化剂，包括基材和催化剂，基材为不锈钢网，催化剂包括A组分、B组分和C组分，其成分按质量份计如下:
A组分:
二氧化钛55份填料2.4份 B组分:
五氧化二钒23份氯化钙I份钛化铵0.1份石腊0.25份纤维材料5份硬脂酸1.2份偏钥;酸铵14份 C组分:
三氧化钨15份氧化钨15份氧化钥7份氧化铝1.5份氧化铜0.8份氧化镍1.8份稀土元素2.5份。
[0015]其中，稀土元素包括:5%的铺、15%的镨、8%钕、5%铒、18%镝，其余为镧；且二氧化钛为纳米级，其颗粒直径为20nm ;填料为二氧化硅粉末；纤维材料为芳纶。
[0016]本实施例还提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括如下具体步骤:
步骤(一):用100份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在35°C条件下，均匀搅拌至充分溶解；
步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀，
步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌10min至均匀；
步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀；
步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板；
步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
[0017]实施例2
本实施例提供提供一种平板式脱硝催化剂，包括基材和催化剂，基材为不锈钢网，催化剂包括A组分、B组分和C组分，其成分按质量份计如下:
A组分:
二氧化钛59份填料2.2份 B组分:
五氧化二钒25份氯化钙0.5份钛化铵0.3份石腊0.15份纤维材料8份硬脂酸I份偏钥;酸铵16份 C组分:
三氧化钨23份氧化钨8份氧化钥11份氧化铝I份氧化铜1.2份氧化镍1.6份稀土元素4份。
[0018]其中，稀土元素包括:9%的铈、11%的镨、12%钕、3%铒、22%镝，其余为镧；且二氧化钛为纳米级，其颗粒直径为80nm ;填料为玻璃纤维；纤维材料为木浆纤维。
[0019]本实施例还提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括如下具体步骤:
步骤(一):用180份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在20°C条件下，均匀搅拌至充分溶解；
步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀，
步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌120min至均匀；
步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀；
步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板；
步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
[0020]实施例3
本实施例提供提供一种平板式脱硝催化剂，包括基材和催化剂，基材为不锈钢网，催化剂包括A组分、B组分和C组分，其成分按质量份计如下:
A组分:
二氧化钛57份填料2.3份 B组分:
五氧化二钒24份氯化钙0.8份钛化铵0.2份石蜡0.2份纤维材料6份硬脂酸1.1份偏钒酸铵15份 C组分:
三氧化钨19份氧化钨12份氧化钥10份氧化铝1.2份氧化铜I份氧化镍1.7份稀土元素3.2份。
[0021]其中，稀土元素包括:7%的铈、13%的镨、10%钕、4%铒、20%镝，其余为镧；且二氧化钛为纳米级，其颗粒直径为45nm ;填料为二氧化硅粉末；活性炭纤维。
[0022]本实施例还提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括如下具体步骤:
步骤(一):用140份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在28°C条件下，均匀搅拌至充分溶解；
步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀，
步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌IlOmin至均匀；
步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀；
步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板；
步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
[0023]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【权利要求】
1.一种平板式脱硝催化剂，其由催化剂均匀黏附在不锈钢网上压制成型，其特征在于，所述催化剂由A组分、B组分和C组分混合而成，各组分按质量份计如下: A组分: 二氧化钛55-59份 填料2.2-2.4份 B组分: 五氧化二钒23-25份 氯化钙0.5-1份 钛化铵0.1-0.3份 石蜡0.15-0.25份 纤维材料5-8份 硬脂酸1-1.2份 偏钥;酸铵14-16份 C组分: 三氧化钨15-23份 氧化钨8-15份 氧化钥7-11份 氧化铝1-1.5份 氧化铜0.8-1.2份 氧化镍1.6-1.8份 稀土元素2.5-4份。
2.根据权利要求1所述的平板式脱硝催化剂，其特征在于，所述稀土元素包括:5-9%的铈、11-15%的镨、8-12%钕、3-5%铒、18-22%镝，其余为镧。
3.根据权利要求1所述的平板式脱硝催化剂，其特征在于，所述二氧化钛为纳米级，其颗粒直径为20-80nm。
4.根据权利要求1所述的平板式脱硝催化剂，其特征在于，所述填料为二氧化硅粉末或玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的平板式脱硝催化剂，其特征在于，所述纤维材料为芳纶、木浆纤维或活性炭纤维的一种或任意混合物。
6.一种平板式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤: 步骤(一):用100-180份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在20-35°C条件下，均匀搅拌至充分溶解； 步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀； 步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌100-120min 至均匀； 步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀； 步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板； 步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
7.根据权利要求6所述的平板式脱硝催化剂，其特征在于，包括如下具体步骤: 步骤(一):用100份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在35°C条件下，均匀搅拌至充分溶解； 步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀； 步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌10min至均匀； 步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀； 步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板； 步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
8.根据权利要求6所述的平板式脱硝催化剂，其特征在于，包括如下具体步骤: 步骤(一):用180份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在20°C条件下，均匀搅拌至充分溶解； 步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀； 步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌120min至均匀； 步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀； 步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板； 步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
9.根据权利要求6所述的平板式脱硝催化剂，其特征在于，包括如下具体步骤: 步骤(一):用140份的氨水溶解偏钒酸铵和硬脂酸，在28°C条件下，均匀搅拌至充分溶解； 步骤(二):将步骤(一)得到的溶液中加入五氧化二钒、氯化钙、钛化铵、石蜡和纤维材料，混合搅拌均匀； 步骤(三):将步骤(二)得到的混合物中加入二氧化钛和填料，充分混合，搅拌IlOmin至均匀； 步骤(四):将步骤(三)得到的混合物中加入三氧化钨、氧化钨、氧化钥、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素，充分混合，搅拌至均匀； 步骤(五):将步骤(四)得到的混合物均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂板； 步骤(六):将步骤(五)得到的催化剂板组装成催化剂模块，并在315°C下锻烧10小时，得到成品。
【文档编号】B01D53/56GK104226372SQ201410520992
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】陈志斌, 马爱民, 郭泉飞 申请人:镇江市亚东高压电器厂