一种高温烟气脱硝催化剂制备方法及其产品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高温烟气脱硝催化剂制备方法，本发明还涉及一种该方法制备的 脱硝催化剂，属于烟气脱硝技术领域。
【背景技术】
[0002] 烟气中排放的氮氧化物（NOx)，不仅会引起一系列环境污染，如破环臭氧层，酸雨、 温室效应、光化学烟雾等，而且会危害植物生长，引起人类的呼吸道疾病。NO x排放的来源主 要来自电力、热力生产和供应业。近几年由于放引起的社会问题日益显著，国家环保 局对NO x减排提出了更加严格的要求，随着国家对NOx排放标准的越来越高，根据《国家环境 保护"十二五"规划》要求，"十二五"期间我国氮氧化物排放量要减少10%，到2015年，氮 氧化物的排放量降为2046. 2万吨，因此当前我国NOx提效减排迫在眉睫。SCR脱硝技术由 于脱硝效率高、选择性好等优点，因此，现如今已成为烟气脱硝的主流技术。
[0003] 目前，燃煤电厂SCR脱硝反应器主要采用300 °C~420 °C的高温高含尘布置方 式（通常设置在省煤器后、空预器前），然而对于中高温高含尘的工况，尤其在烟气温度在 280°C~300°C时没有实际有效的解决办法，往往会导致停机或者排放超标的情况。针对高 温V-Ti体系脱硝催化剂低温催化活性较低的情形，开发出中高温性能良好的烟气脱硝催 化剂十分必要。
[0004] 挤出成型后的催化剂坯体经干燥除去其中大部分多余的水份，再转入网带窑中焙 烧，目前工业常用的蒸汽干燥工艺需在60°C~80°C的较低温度下进行10天左右的长时间 干燥，以保证坯体内部水份向外扩散速率与表面水份蒸发速率相同，防止内外层的收缩不 均易造成坯体的开裂的现象，因而存在干燥时间长、能耗大、加热不均匀、坯体易开裂等缺 点。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种提高高温烟气脱硝催化剂低温 活性的制备方法，具体技术方案如下：
[0006] -种高温烟气脱硝催化剂制备方法，包括如下步骤，
[0007] 步骤一，前躯体制备，按照以下重量份数：
[0008] 偏钒酸铵 1~30份 七钼酸铵 1~30份 草酸铌 1~25份 助溶剂 1~30份 去离子水 20~200份
[0009] 进行混合，加热搅拌，待固体全部溶解，完成前躯体制备；
[0010] 步骤二，催化剂制备，
[0011] 按照以下质量分数：
[0012] 钛钨粉 50%~70%: 前躯体 10~15% 添加剂 1~5% 去离子水 20~30% 氨水 1~5%
[0013] 进行混炼得到混合均匀的泥料，经过挤出成型、干燥去水、焙烧工艺，完成催化剂 制备。
[0014] 作为上述技术方案的改进，所述步骤二混炼得到的泥料中有效成分的质量百分比 为：
[0015] TiO2 30% ~册％ V2O5. 0.5% ~5% WO3 1%~10% Nb2O5 1% ~20%
[0016] MoO3 1% ~20:%。
[0017] 作为上述技术方案的改进，所述步骤一种的助溶剂为单乙醇胺或乙酰胺。
[0018] 作为上述技术方案的改进，所述步骤二中添加剂为羧甲基纤维素钠、聚氧化乙烯、 50 %乳酸、玻璃纤维的混合物。
[0019] 作为上述技术方案的改进，所述步骤一中各组分混合后加热搅拌至80 °C~ 100°C，保温6min~60min至固体全部溶解。
[0020] 作为上述技术方案的改进，所述步骤二中干燥去水工艺为：将挤出成型的胚体进 行微波干燥。
[0021] 作为上述技术方案的改进，所述步骤二中干燥去水工艺，微波处理功率为80W~ 400W、微波时间 IOmin ~180min。
[0022] 作为上述技术方案的改进，所述步骤二中挤出成型工艺为：首先将泥 料经过筛网过滤进行预挤出，然后再进行真空挤出成型，真空挤出成型的真空度 为-0. 2Mpa~-0. 02Mpa，挤出速度为lm/s~2m/s，得到致密均勾的蜂窝催化剂还体。
[0023] 作为上述技术方案的改进，所述焙烧工艺为：将干燥去水的胚体通过网带窑焙烧， 焙烧温度为450°C~620°C。
[0024] 上述技术方案通过以V2O5为主活性成分，以Nb 205、MoO3为助活性成分制备V 205、 Nb2O5和MoO 3的前躯体，然后将前驱体以主要成分为TiO 2、WO3的钛钨粉进行混炼，经过挤出 成型、干燥去水、焙烧工艺，完成催化剂制备，解决了燃煤电厂烟气温度在280°C~300°C时 SCR脱硝效率较低的问题，有益效果显著，同时，通过在催化剂制备过程中采用采用微波干 燥技术，不仅克服了传统干燥技术由于温度梯度造成的开裂和粒度分布不均的缺陷，而且 缩短了干燥时间，提高了生产效率，具有广阔的市场前景。
[0025] 本发明还提供了一种利用上述制备方法生产的脱硝催化剂，该脱硝催化剂能够适 应烟气温度在280°C~300°C时的催化环境，提高了脱硝催化剂的低温活性，拓宽了脱硝 催化剂的活性温度窗口，具有有益的技术效果。
【附图说明】
[0026]
[0027] 图1为本发明一种高温烟气脱硝催化剂制备方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0028] 如图1所示，本发明提供了一种高温烟气脱硝催化剂制备方法，包括如下步骤，
[0029] 步骤一，前躯体制备，按照以下重量份数：
[0030] 偏钒酸铵 1~30份 七钼酸铵 1~30份 草酸铌 1~25份 助溶剂 i~30份 去离子水 20~200汾
[0031] 进行混合，加热搅拌至80°C~100°C，保温6min~60min至固体全部溶解，完成前 躯体制备；
[0032] 步骤二，催化剂制备，
[0033] 按照以下质量分数：
[0034] 钛钨粉 50%~70% 前躯体 10%~15% 添加剂 1%~5% 去离子水 20%~30% 奴水 1%~5%
[0035] 进行混炼得到混合均匀的泥料，其中钛钨粉为载体，作用是负载催化剂中活性组 分，钛钨粉中TiO 2为锐钛矿型，WO 3含量为2%~8%，比表面积为85m Vg~95m2/g，再经过 挤出成型、干燥去水、焙烧工艺，完成催化剂制备。
[0036] 在上述制备方法中，步骤一种的助溶剂为单乙醇胺或乙酰胺，步骤二中添加剂为 羧甲基纤维素钠、聚氧化乙烯、50%乳酸、玻璃纤维的混合物，所述步骤二混炼得到的泥料 中有效成分的质量百分比为，Ti0 230%~90%、V2O5O. 5%~5% W031%~10%、Nb2O5I^~ 20%、M〇0 31%~20%〇
[0037] 在上述实施例中，步骤二中干燥去水工艺为：将挤出成型的胚体进行微波干燥，微 波处理功率为80W~400W、微波时间IOmin~180min。使用微波干燥能够使被加热物体本 身成为发热体且水分子对微波吸收最好，相较于现有的蒸汽干燥处理速度快、时间短、效率 高、加热均匀、坯体成型效果好，克服了温度梯度造成的开裂和粒度分布不均的缺陷，具有 广阔的应用前景。
[0038] 进一步地，步骤二中挤出成型工艺为：首先将泥料经过筛网过滤进行预挤出，然后 再进行真空挤出成型，真空挤出成型的真空度为-0. 2Mpa~-0. 02Mpa，挤出速度为lm/s~ 2m/s，得到致密均匀的蜂窝催化剂坯体。所述焙烧工艺为：将干燥去水的胚体通过网带窑焙 烧，焙烧温度为450°C~620°C。
[0039] 本发明还提供了一种脱硝催化剂，该脱硝催化剂使用上述制备方法制成，该催化 剂能够适应烟气温度在280°C~300°C时的催化环境，解决了现有技术中高温V-Ti体系脱 硝催化剂在进行中低温催化时活性较低的问题，提高了脱硝催化剂的低温活性，拓宽了脱 硝催化剂的活性温度窗口。
[0040] 实施例一
[0041] 步骤一，称取13. 4kg偏银酸铵、15. 6kg七钼酸铵、6. 6kg草酸银、15kg单乙醇胺，与 80kg去离子水混合，加热搅拌至90°C，保温30min至固体全部溶解，最终得到V 205、Nb2O5和 皿〇03的前躯体I ;
[0042] 步骤二，称取600kg钛钨粉、50kg玻璃纤维、1. 75kg羧甲基纤维素、7. 5kg聚氧 化乙烯、7. 5kg50 %乳酸，加入200kg去离子水、60kg氨水和步骤一得到的前躯体I进行 混炼，时间为60min，得到混合均匀且具有一定塑性泥料；将塑性泥料经过筛网过滤式预 挤出，去除大颗粒杂质，并且使水分和组分进一步混合均匀；再进行真空挤出成型，真空度 为-0.1 Mpa，挤出速度为I. 5m/s，得到致密均匀的蜂窝催化剂坯体；将催化剂坯体进行微波 干燥，微波处理功率为300W，处理时间为lh，去除坯体中的大部分水分；最后，经网带窑焙 烧，焙烧温度为550°C，获得具有一定机械强度的陶瓷蜂窝催化剂I。
[0043] 将长度为50mm的催化剂I置于烟气活性评价装置中，测试290°C下催化剂NO的去 除率，模拟烟气组成为600ppmN0,600ppmNH 3,6 % O2汎为平衡气），空速为3000