一种高机械强度scr脱硝催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种高机械强度SCR脱硝催化剂的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 目前，我国氮氧化物排放总量已达到1800万吨，如果不采取有效措施，未来十五 年中国氮氧化物排放将继续增长，到2020年可能达到3000万吨以上。我国是燃煤大国，燃 煤电厂是氮氧化物首要排放源，约占总量的40%，成为了国家首批控制对象。利用选择性催 化还原（SCR)技术将烟气中的氮氧化物脱除的方法是当今世界上脱氮工艺的主流，而催化 剂是SCR脱硝系统的技术核心，催化剂的费用通常占脱硝工程初期投资的30%~55%。
[0003] SCR催化剂可以根据原材料、结构、工作温度、用途等标准进行不同的分类。按原材 料分类，SCR催化剂分为铂系列、钛系列、钒系列及混合型系列，目前的SCR催化剂一般为使 用TiO2载体的V 205/103及MoO 3等金属氧化物。按结构分类，SCR催化剂分为板式、波纹式和 蜂窝式，其中板式催化剂和波纹式催化剂为非均质催化剂，其表面遭到灰分等的破坏磨损 后，不能维持原有的催化性能，催化剂再生几乎不可能；蜂窝式催化剂属于均质催化剂，以 Ti02、V205、WO3为主要成分，催化剂本体全部是催化剂材料，因此其表面遭到灰分等的破坏 磨损后，仍然能维持原有的催化性能，催化剂可以再生。全世界大部分燃煤发电厂使用蜂窝 式和板式催化剂，其中蜂窝式催化剂由于其强耐久性、高耐腐性、高可靠性、高反复利用率、 低压降等特性，得到了广泛应用。
[0004] 在常规燃煤电站工艺中广泛采用的是金属氧化物催化剂，其金属氧化物主要有 Ti02、V205/W03和MnO等，其中绝大多数是V 205/Ti02基催化剂。V 205/1102基SCR催化剂具有 脱硝效率高、选择性强、反应温度适中、抗中毒能力强、运行稳定可靠等优点，但其使用的是 纳米级110 2作为催化剂载体，其在高性能的条件下价格较贵，同时采用涂覆或挤压的加工 工艺，使催化剂的机械性能不够稳定，存在催化剂用量大、成本高和使用寿命短等不足。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种高机械强度SCR脱硝催化剂的制备方法，制 备的SCR脱硝催化剂具有较高的催化效率和机械强度，使用寿命长。
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种高机械强度SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下 步骤：将V 2O5与WO /TiO2-Al2O3粉末混合，搅拌，焙烧，干燥后得到V A-WO3AiO2-Al2O3;向 V2O5-WOZTiO2-Al2O3中加入硅溶胶、甲基纤维素、玻璃纤维丝和乙醇胺，搅拌后得到催化剂 坯料，加入水搅拌，得到浆料；依次向半干法压制模具中加入加固玻璃纤维碳纤维复合板和 所述浆料，压制成型，得到催化剂坯体；将所述催化剂坯体挤压制成蜂窝状催化剂毛坯，烘 干、煅烧后得到高机械强度SCR脱硝催化剂。
[0007] 优选的，得到V2O5-WO3ZtiO 2-Al2O3的步骤中，焙烧温度为480~520°C，焙烧时间为 4~8小时。
[0008] 优选的，得到V2O5-WOZTiO2-Al 2O3的步骤中，焙烧温度为500°C，焙烧时间为6小 时。
[0009] 优选的，得到浆料的步骤中，所述水与催化剂坯料的重量比为10~16 : 100。
[0010] 优选的，所述WOZTiO2-Al2O3粉末按照如下方法制备：向草酸溶液中加入仲钨酸 按，搅拌后加入Al 2OZTiO2M合载体，搅拌、干燥、焙烧、研磨，得到WO/TiO2-Al 2O3粉末。
[0011] 优选的，得到WOZTiO2-Al2O3粉末的步骤中，焙烧温度为480~520°C，焙烧时间为 4~8小时。
[0012] 优选的，所述Al2OZTiO2复合载体按照如下方法制备：将AlCl 3溶液和TiCl 4溶液 混合，缓慢滴加氨水并搅拌，至PH值为8~9,离心分离，洗涤沉淀物，煅烧后得到Al20 3/Ti02 复合载体。
[0013] 优选的，所述氨水的浓度为1~3mol · L'
[0014] 优选的，所述八1(：13溶液是通过将铝片加入2mol · LH的盐酸溶液中制得，浓度为 2 ~3mo 1 · L 1 〇
[0015] 优选的，所述TiCl4溶液的浓度为2~3mol · L'
[0016] 优选的，得到八1203/1102复合载体步骤中，煅烧温度为500~600°C，煅烧时间为 2~8小时。
[0017] 优选的，得到八1203/1102复合载体步骤中，煅烧温度为550°C，煅烧时间为4小时。
[0018] 本发明提供了一种高机械强度SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：将V2O 5 与TO3AiO2-Al2O3粉末混合，搅拌，焙烧，干燥后得到V 205-W03/Ti02-Al20 3,加入硅溶胶、甲基 纤维素、玻璃纤维丝和乙醇胺，搅拌后得到催化剂坯料，加入水搅拌，得到浆料；依次向半干 法压制模具中加入加固玻璃纤维碳纤维复合板和所述浆料，压制成型，然后挤压制成蜂窝 状催化剂毛坯，烘干、煅烧后得到高机械强度SCR脱硝催化剂。与现有技术相比，本发明采 用TOZTiO 2-Al2O3粉末，其既保持了 Al 203的整体骨架，又具有TiO 2优良的催化性能，从而在 保证了良好的催化效率的前提下，还提高了机械强度。另一方面，本发明采用半干法压制成 型工艺，在压制过程中，随着粉末的移动和变形，较大的空隙被填充，颗粒表面的氧化膜破 碎，颗粒间接触面积增大，使原子间产生吸引力，且颗粒间的机械楔合作用增强，从而形成 具有一定密度和强度的坯体，使催化剂的机械强度和生产效率大大提高。实验结果表明，本 发明制备的SCR脱硝催化剂具有较高的催化效率和机械强度，使用寿命长。
【具体实施方式】
[0019] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0020] 本发明实施例公开了一种高机械强度SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步 骤：将V 2O5与WO /TiO2-Al2O3粉末混合，搅拌，焙烧，干燥后得到V A-WOZTiO2-Al2O3;向 V2O5-WOZTiO2-Al2O3中加入硅溶胶、甲基纤维素、玻璃纤维丝和乙醇胺，搅拌后得到催化剂 坯料，加入水搅拌，得到浆料；依次向半干法压制模具中加入加固玻璃纤维碳纤维复合板和 所述浆料，压制成型，得到催化剂坯体；将所述催化剂坯体挤压制成蜂窝状催化剂毛坯，烘 干、煅烧后得到高机械强度SCR脱硝催化剂。
[0021] 作为优选方案，所述W03/Ti02-Al20 3粉末按照如下方法制备：向草酸溶液中加入 仲钨酸铵，搅拌后加入八1203/110 2复合载体，搅拌、干燥、焙烧、研磨，得到WO /TiO2-Al2O3粉 末。更优选的，所述WCVTiO 2JU2O3粉末按照如下方法制备：将草酸溶于蒸馏水中得到草 酸溶液，将仲钨酸铵溶于草酸溶液中，搅拌至完全溶解，然后向其中加入Al 2OZTiO2复合载 体，进行活性组分的浸渍，并在恒温水浴锅上连续搅拌后蒸干水分，焙烧后研磨后得到WO 3/ TiO2-Al2O3粉末。其中，得到WO/TiO2-Al 2O3粉末的步骤中，焙烧温度优选为480~520°C， 更优选为500°C ;焙烧时间优选为4~8小时，更优选为6小时。
[0022] 制备W03/Ti02-Al20 3粉末过程中采用的Al 203/1102复合载体优选按照液相沉淀法 制备，包括以下步骤：将AlCl 3溶液和TiCl 4溶液混合，缓慢滴加氨水并搅拌，至pH值为8~ 9,离心分离，洗涤沉淀物，煅烧后得到八120 3/1102复合载体。所述AlCl 3溶液优选按照如下 方法制备：在2mol · Γ1的盐酸溶液中加入铝片制得AlCl 3溶液。所述AlCl 3溶液的浓度优 选为2~3mol · ΙΛ所述TiCl 4溶液的浓度优选为2~3mol · L '得到Al2OZTiO2复合载 体步骤中，煅烧温度优选为500~600°C，更优选为550°C ;煅烧时间优选为2~8小时，更 优选为4小时。
[0023] 本发明采用液相沉淀法制备的Al203/Ti02纳米复合粉体作为复合载体，具有独特 的理化性质，既保持了 Al2O3的整体骨架，又具有TiO 2优良的催化性能，可以在