一种低温脱硝用蜂窝状催化剂及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于催化剂的制备技术领域，公开一种低溫脱硝用蜂窝状催化剂及制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着我国环境保护意识的不断提高和环境保护法的进一步完善和推行，我们已逐 步认识到烟气中NOx对于大气环境及人类的危害，而NO、主要来源于燃料的有氧燃烧，其中 工业锅炉的空气助燃燃烧便是产生NOx的源头之一，对于工业锅炉燃烧产生的NO、的治理， 及其治理效率提高等问题亟待解决。我国环境保护法相关条款W及各行业环境保护标准， 对工业锅炉燃烧烟气脱硝治理的要求也逐步提高，从工业锅炉及烟气余热利用等角度而 言，低溫脱硝工艺的技术需求空间巨大，而低溫脱硝工艺过程所使用到的催化剂，便是该工 艺的核屯、技术点；目前现有的脱硝催化剂主要成份为活性炭、化/Mg/Al、化O/AI2O3等组分， 其有效催化反应溫度在300°CW上，而在300°C溫度W下，催化效率明显下降，无法满足低 溫脱硝的技术需求；因此，开发新型低溫脱硝专用催化剂，是突破低溫脱硝工艺技术的关键 所在。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种低溫脱硝用蜂窝状催化剂及制备 方法。
[0004]本发明为完成上述目的采用如下技术方案： 一种低溫脱硝用蜂窝状催化剂，所述的蜂窝状催化剂的组成及重量百分比为；催化剂 初料 82. 29%~88. 64%、表面活性剂 3. 29%~6. 16%、交联剂 2. 24%~5. 08%、增强剂 4. 28%~6. 96〇/〇; 其中，所述的催化剂初料包括有活化载体和负载；所述的活化载体是由沸石粉经过活化处 理后得到；所述的负载由二氧化铁、硝酸铁和硝酸儘=种活性成份组成；所述的负载加入 到去离子水和氨水的混合溶液中溶解后与活化处理后的活化载体充分揽拌混合、过滤干燥 后得到催化剂初料；所述的催化剂初料、表面活性剂、交联剂、增强剂充分混合形成混合物， 在上述混合物中加入去离子水形成泥状混合物；所述的泥状混合物经过真空炼泥、在恒溫 恒湿条件下陈腐、成型、干燥、在隧道害中般烧，直至充分干燥，制作成为低溫脱硝用蜂窝状 催化剂。
[0005]所述二氧化铁、硝酸铁、硝酸儘的重量比为5:2. 5:1。
[0006]所述的去离子水和浓度为25%的氨水按照体积比为1:1配置得到混合溶液。
[0007] 制备低溫脱硝用蜂窝状催化剂的制备方法，其具体步骤如下： 1)载体活化：将作为载体的沸石粉完全浸溃于质量分数为20%的硝酸溶液中，利用 80°C的恒溫水浴连续加热振荡化之后过滤出载体；利用硝酸溶液的酸性对沸石粉进行酸 洗，来清理沸石粉的表面和孔隙，进一步提高其比表面积，有利于后续活性组分的负载；利 用去离子水，对载体进行洗涂，直至洗涂废液抑值在7~7. 5之间，此时载体呈中性，随后利 用烘箱在Iior的溫度下对载体进行烘干处理得到活化载体； 2) 催化剂初料的制备：将作为活性组分的二氧化铁、硝酸铁、硝酸儘按照重量份比为 5:2. 5:1的比例，加入到去离子水和氨水的混合溶液中，使得活性组分完全溶解；然后将溶 解有活性组分的混合溶液，常溫连续揽拌比，并将步骤1)中所制备的活化载体，加入到上 述溶解有活性组分的混合溶液中，活化载体的加入量与活性组分中硝酸儘的重量相等，常 溫连续揽拌1化后静置过滤，随后利用烘箱在Iior的溫度下对过滤物进行烘干，之后利用 气氛炉，在氮气保护状态下，设置溫度500°c，对烘干的过滤物连续般烧化得到负载活性成 分的催化剂初料； 3) 催化剂成型；将步骤2)中所制备的催化剂初料与表面活性剂、交联剂、增强剂按照 重量百分比为：82. 29%~88. 64%，3. 29%~6. 16%，2. 24%~5. 08%，4. 28%~6. 96% 的比例进行充分 混合成为混合物，之后加入去离子水，使上述混合物混合为泥状；此后将泥状混合物经过真 空炼泥、在恒溫恒湿条件下陈腐、成型、干燥、在隧道害中般烧，直至充分干燥，制作成为低 溫脱硝用蜂窝状催化剂。
[0008] 所述的沸石粉是天然的沸石岩磨细而成，颜色为白色，呈中性抑在7~7. 5之间， 其化学成分主要是Si〇2和Al2〇3,含有少量的、化2〇3、化0、MgO、Ti〇2等；其具有质轻、多孔、 比表面积大、耐酸等性能，可W增强催化剂中活性成分的负载能力和附着力度，大量孔隙和 高比表面积，加快催化反应的速率，增加了反应面积，从而可W大大提高催化的效率；同时 沸石具有的耐酸性，可W大大减少烟气中SOx遇水形成的酸，对于催化剂的腐蚀，减轻催化 剂中毒，运也是本发明选择沸石粉作为载体的主要原因之一。
[0009] 所述的二氧化铁为锐铁矿型二氧化铁，其粒径为纳米级别。
[0010] 所述的表面活性剂为硬脂酸，其作用是提高催化剂的表面活性，提高反应效率。
[0011] 所述的交联剂为甲基丙締酸-2-簇乙醋，增强剂为玻璃纤维，二者的作用是提高 催化剂的机械强度和抗磨损能力。
[0012] 步骤2)中加入去离子水的作用在于溶解活性组分，便于活性组分向载体中的负 载，此处必须要用去离子水，W防止普通水中含有的其它离子，造成催化剂中活性组分的团 聚和占据载体中孔隙，影响活性组分向载体的负载；加入25%纯氨水的作用是利用其碱性 及强的挥发性，在揽拌过程中促进活性组分向载体中的负载。
[0013] 本发明提出了一种低溫脱硝用蜂窝状催化剂及制备方法，采用沸石粉作为载体， 并进行载体活化，使得沸石粉具有更多孔径且孔径深度更深，大大提高活化后载体的比表 面积，从而增加了活性组分的负载量和附着力，大大提高了催化剂的活性，运是本发明催化 剂能够在180~300°C内长期稳定使用的原因之一；沸石本身具有耐酸性能，作为载体可W 大大提高催化剂的抗酸抗硫腐蚀性能，而目前现有的催化剂之所W不能再低溫下长期使 用，主要是由于烟气中S〇2等酸性气体形成的酸，对于催化剂具有严重的腐蚀性，使催化剂 孔道堵塞催化活性下降，使其无法长期使用，无法产业化；而本发明的催化剂，具有良好的 抗酸抗硫腐蚀性能，能够在180~300°C内保持良好的催化剂结构和催化活性，从而能够长期 稳定使用；选用在180~300°C低溫条件下具有良好活性的二氧化铁、硝酸铁、硝酸儘作为催 化剂的活性成分，进一步提高了催化剂的低溫催化活性，使其能够实现低溫催化长期稳定 使用；载体与活性组分混合制备成催化剂初料，添加表面活性剂、交联剂、增强剂，制备成为 蜂窝状催化剂，可在溫度为180~300°C时具有较高的催化活性，具有良好的抗水性、抗酸性、 机械强度高、比表面积大、热稳定性高和反应活性强的特点；在溫度为180~300°C时，催化W25%氨水或液氨作为吸收剂用于工业锅炉燃烧尾气中NOx的脱除率可达到90%W上，并 具有良好的使用寿命和机械强度。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明进行制备工艺进行描述，本发明不局限于W下实例。
[001引实施例1: (1) 载体活化： 称取1000 g沸石粉溶于质量分数为20%的硝酸溶液中，完全溶解即可，利用80°C的恒溫 水浴连续加热振荡化，之后过滤出沸石粉利用去离子水，对沸石粉进行洗涂，直至洗涂废液 pH值在7~7. 5之间，随后利用烘箱控制溫度在Iior对沸石粉进行烘干，得到活化沸石粉备 用； (2) 活性成份负载： 称取二氧化铁、硝酸铁、硝酸儘分别为1250肖、625肖、250肖、加入由去离子水和25%氨水 按照体积比为1:1配置而成的混合溶液，混合溶液的使用量使得活性组分完全溶解即可； 常溫连续揽拌Ih之后加入250g(l)中制备的活化沸石粉，在常溫下连续揽拌1化后过