蜂窝状低温烟气脱硝催化剂及其制备方法

文档序号:10602254阅读:725来源:国知局
蜂窝状低温烟气脱硝催化剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及蜂窝状低温烟气脱硝催化剂及制备方法,属于大气污染控制和环境催化材料领用,该催化剂以TiO2,V2O5、MoO3、WO3及稀土金属(La、Ce、Pr、Nd、Zr、Y)氧化物为活性组分,以P2O5、SO3为改性助剂,经粉末制备、混炼与捏合等工序处理获得所述催化剂。该催化剂在低温烟气下对NOx具有优异的去除效率,170?180℃时的脱硝效率可达90%以上。同时具有较高的机械强度和抗磨损性能,纵向抗压强度大于2.4MPa,硬化端飞灰磨损率小于0.08%/Kg。减少了飞灰对催化剂的冲刷、磨损和刻蚀,延长了催化剂的使用寿命。本发明催化剂的生产原料简单易得,制备过程简单易控,易实现工业化生产。
【专利说明】
蜂窝状低溫烟气脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于大气污染控制和环境催化材料领域,具体设及一种蜂窝状低溫烟气脱 硝催化剂及其制备方法,该催化剂适用于非电力行业锅炉、害炉冶金、化工、炼焦和石化等 行业的低溫烟气或工艺废气的NOx排放控制,W及电力锅炉低溫、低尘布置的脱硝工艺。
【背景技术】
[0002] 氮氧化物(M)x),已成为继S〇2之后的又一全球性大气污染物,大气中的NOx对全球 变暖、酸雨、光化学烟雾、地表臭氧浓度升高、水体污染等诸多环境问题有较高的贡献值,已 成为大城市空气中的首要污染物。我国是NOx排放大国,主要源自电站锅炉、交通运输和各 种工业过程,年排放量在2000万吨W上,并呈现逐年增加的趋势,给公众健康和生态环境带 来灾难性后果,因此,的排放控制成为大气污染治理的首要任务。在"十Ξ五规划纲要 (草案Γ中,明确提出我国在2016年对S〇2和NOx的排放量分别减少3%,并要求控制重点地 区细颗粒物(PM2.5)浓度。因此,我国脱硝形势更加严峻,NOx的排放控制成为当前大气治理 的主要任务,对脱硝技术的推广提出了挑战。
[0003] 在诸多NOx排放控制技术中,选择性催化还原(SCR)由于其成熟、可靠、高效且得到 工程验证而成为脱硝行业的主流技术,可将NOx转化为无害的化和也0,SCR工艺的核屯、单元 为催化剂,直接决定脱硝系统的成本和效率。目前,电站锅炉使用的SCR催化剂WV2化-W化 (Mo化)/Ti化体系为主的中高溫型,催化剂的工作溫度大多为310-410°C。但是,许多非电力 行业的工业锅炉、害炉、冶金、化工、炼焦和石化等,由于二次利用余热或配套其他节能技 术,其废气或烟气排放溫度较低(大多在200°CW下),难W利用中高溫型(310-410°C)SCR催 化剂进行NOx的排放控制。
[0004] 因此,开发低溫高活性SCR催化剂,在非电力行业的低溫烟气使用SCR技术,或在电 力行业使用低溫低尘的脱硝工艺,具有巨大的社会效益和经济效益。Shan等(ShanWB, Liu抑,etal.,Appl.Ca化1.,B,2012,115-116:100-106)利用共沉淀法合成了具有低溫活性 的Ce化-W〇3/Ti化催化剂,Ce和W的比例对催化剂的低溫活性、溫度窗口及化选择性有很大影 响,当Ce和W的摩尔比为1:1时,可明显提高催化剂表面酸性位的强度和数量,提高了催化剂 的N也-SCR反应活性。房等(房晶瑞,吴彦霞,等.环境工程学报,2014,8(2):636-640) W成型 的Ti化载体通过浸溃法制备了 Mn-Ce/Ti化低溫SCR催化剂,Μη的含量对催化剂的脱硝效率有 很大影响,当Mn/(Mn+Ce)摩尔比为0.4和0.85时的低溫活性最高。国等谓东杰,玉亚,等.燃 料化学学报,2016,44(2): 232-238)利用溶胶凝胶法制备了Mn-Ce/Ti〇2低溫SCR催化剂,S〇2 对活性有明显的抑制作用,S化浓度为70化pm时,催化剂对NOx的去除效率在化内从84%降 至42%,活性不可逆的降低了50% ;活性物种MnOx晶型转变生成低活性的Μπ2〇3物种,抑制了 气相氧向晶格氧的转变,降低了Ce化的redox性能,此外,硫酸盐附着在催化剂在催化剂表 面,也是引起催化剂失活的重要因素。Shen等(ShenBX,化οΥ,e化1.,Chin. J. Catal,2011,32 (12) :1803-1811)采用离子交换法制备了铁基层柱粘±Ti化-PILC载体,通过浸溃法负载Μη 活性组分得到xMn/Ti〇2-PILC催化剂,Ce〇2的渗杂可明显提高8%Mn/Ti〇2-PILC催化剂的催 化活性和抗S〇2性能,8%Mn-2%Ce〇2/Ti〇2-PILC在200°C对NO的去除效率达95%,Ce〇2的渗 杂可提高催化剂的表面酸性和氧化-还原能力。Chen等(ChenL,Li JH,e tal ., J. Phys. Chem. C,2009,113:21177-21184)利用 CeOx 对 V2〇5-W〇3/Ti〇2 催化剂进行渗杂、改性 W提高催化剂性能,结果表明,Ce渗杂有助于提高催化剂表面Br0iisted酸性位的强度和数 量,0.1 % V205-6 % W03-10 % Ce〇2具有较好的低溫活性,抗此0和S〇2性能,在200-400 °C对NOx 的去除效率保持在90 % W上。
[0005] 在专利CN105126922中,W娃藻±、分子筛和纳米Ti化为载体,稀±氧化物为活性 中屯、得到稀±基50?催化剂,低溫条件下对NOx有较高的去除效率,但催化剂生产原料种类 多,制备过程和设备复杂。专利CN102962055报道了 V2化-Mo化/Ti〇2体系低溫SCR催化剂粉体 的制备方法,模型反应中催化剂在150°C时对NOx的去除效率可达98%。专利CN103894180和 CN103894181利用凝胶法和浸溃法制备Pr、La渗杂V2化-Mo〇3/Ti化的低溫SCR催化剂,稀±元 素 Pr、La渗杂进入Ti化晶格中形成氧空位,提高了催化剂的低溫活性,但未设及催化剂成 型。专利CN102266761报道了一种低溫SCR催化剂粉末的制备方法,首先利用共沉淀法制备 Zr〇2-Ti化复合金属氧化物载体,然后通过浸溃法负载Ce化、W化和V2化活性组分,催化剂在 150-450°C范围内表现出很好的催化活性,但其制备过程复杂。专利CN104841464公布了一 种高效低溫SCR催化剂,0.35-0.5wt %的化^参杂V2化-W〇3/Ti化催化剂,可提高催化剂在低溫 时的脱硝效率和抗硫性,进一步延长了催化剂的使用寿命,但报道催化剂成型方法,工业应 用有一定局限性。专利CN105126816公布了一种烟气脱硝催化剂的制备方法,主要设及电站 锅炉脱硝用的中高溫型SCR催化剂,WTi化复合Al2〇3、Si化等为载体,玻璃纤维为骨架,所得 催化剂具有较高的机械强度和耐磨性能,脱硝效率可达92.3% W上,进一步提高了催化剂 的使用寿命。因此,针对非电力行业的工业锅炉、害炉、化工及炼焦等行业的低溫烟气和工 艺废气,开发低溫脱硝催化剂及成型工艺技术,对低溫脱硝技术的推广和NOx的排放控制有 重要意义。

【发明内容】

[0006] 针对现有技术的缺陷和不足,本发明提供了一种蜂窝状低溫烟气脱硝催化剂及其 审IJ备方法,催化剂由载体、活性组分和助剂组成,具有优异的低溫活性和较宽的溫度窗口。 本发明还提供了蜂窝状低溫烟气脱硝催化剂制备方法,具有高效、低成本等优点,易实现工 业化连续生产,在保证催化活性的基础上提高了催化剂的机械强度和抗磨损性能,进一步 延长了催化剂寿命。
[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下:蜂窝状低溫烟气脱硝催化剂,包括载 体、活性组分和助剂,所述活性组分和助剂分别负载在载体上,所述载体为Ti化或Ti化的复 合氧化物,所述载体在催化剂中的含量为70~90wt % ;所述活性组分为V2化及W〇3或Mo化,所 述活性组分在载体上的负载量为:V2〇5为0.3~6wt %,W〇3为1.0~15wt %或Mo〇3为1.0~ 15wt %,所述助剂为P2化,所述助剂在载体上的负载量为:P2化为0. l-3wt %。
[000引本发明的有益效果是:发明所提供的蜂窝状低溫烟气脱硝催化剂,催化剂具有良 好的低溫活性和较宽的溫度窗口。利用本发明的制备方法,有助于提高活性组分在载体表 面的分散程度,增强了活性物种与载体间的相互作用,抑制了高溫下由于烧结而引起的催 化剂失活。此外,所得催化剂具有较高的机械强度和抗磨损特性,进一步提高了催化剂的使 用寿命。
[0009] 在上述技术方案的基础上,本发明还可W做如下改进:
[0010] 进一步,所述活性组分还包括稀±氧化物,所述稀±氧化物在载体上的负载量为0 ~20wt %,所述稀±氧化物为La、Ce、Pr、Nd、Zr、Y的氧化物中的一种或多种。
[0011] 进一步,所述助剂还包括S〇3,S〇3在载体上的负载量为0-3wt %。
[001。进一步,所述活性组分由活性组分前驱体制备,所述棘性组分前驱体为V20日、W03、 Mo化及稀±氧化物对应的氧化物、无机盐或有机盐中的一种或多种;所述助剂由助剂前驱 体制备,所述助剂前驱体为P2化、S化所对应的氧化物、无机盐或有机盐中的一种或多种。
[0013] 本发明解决另一技术问题的技术方案如下:一种蜂窝状低溫烟气脱硝催化剂的制 备方法,包括如下步骤:
[0014] S1催化剂粉末制备:
[0015] S101在反应蓋中加入去离子水并加热到40-8(TC,加入草酸或巧樣酸揽拌至完全 溶解后,加入活性组分前驱体和助剂前驱体,充分揽拌得到活性组分浸溃液,其中,所述V2化 前驱体与草酸或巧樣酸的摩尔比为1:(0.8-4);
[0016] S102向步骤S101中得到的活性组分浸溃液加入粉末状的载体,充分揽拌得到黏稠 状浆液,将该黏稠状浆液经过超声分散处理得到催化剂料浆,其中,所述载体和S101中加入 的去离子水的质量比为1:(0.9-1.4);
[0017] S103将步骤S102中得到的催化剂料浆进行干燥,破碎后进行赔烧,自然冷却到室 溫,粉碎得到催化剂粉末;
[0018] S2泥料处理及催化剂成型:
[0019] S201将S103得到的催化剂粉末整理备用,调节强力混炼机排气阀,并向强力混炼 机排气阀中加入225-315重量份的催化剂粉末和粉末状骨料,所述粉末状骨料相对于催化 剂粉末的加入量为3-20wt%;然后加入2-9重量份的硬脂酸、2-9重量份的乳酸或油酸、1-10 重量份的甘油,加入150-210重量份的去离子水和24-32重量份的浓度为15-25 %的氨水,关 闭强力混炼机排气阀,高速混炼30-80min;
[0020] S202调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入67-105重量份的催化剂粉末 和10-35重量去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼10-40min;
[0021] S203调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入60-130重量份的催化剂粉末 和3-6重量份的浓度为15-25%的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼至混炼机中的泥 料溫度达到90-95°C,完全开启排气阀排出混炼时产生的气体,继续混炼30-60min,待泥料 的含水率为25-29%,结束步骤S203;
[0022] S204加入9-27重量份的玻璃纤维、2-7重量份的木浆、2-7重量份的RP-CH0P抗裂纤 维和80-128重量份的去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼10-40min;
[0023] S205调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入3-14重量份的有机粘结 剂关闭强力混炼机排气阀,高速反向混炼10-30min;
[0024] S206调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入3-14重量份的有机粘结 剂和2-8重量份的浓度为15-25 %的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高速反向混炼15-45min;
[0025] S207开启强力混炼机排气阀,用去离子水和15-20%的氨水调节泥料的可塑性和 含水率,当泥料的可塑性为22-26,含水率为28-31 %时,混炼结束;
[0026] S208将混炼结束的泥料转移到捏合机中,进行湿捏混合1-化和催化剂成型过程后 得到催化剂;
[0027] 其中,所述调节强力混炼机排气阀,强力混炼机排气阀开启度为10-15%,所述混 炼机低速运行,混炼机转子的转速为250-45化pm;所述混炼机高速运行,混炼机转子的转速 为650-850巧m。
[0028] 进一步,所述S1催化剂粉末制备过程具体包括W下步骤:
[0029] S101在反应蓋中加入去离子水并加热到40-8(TC,加入草酸或巧樣酸揽拌至完全 溶解,依次加入V2化、W化或Mo化活性组分前驱体,或者再加入稀±氧化物活性组分前驱体; 加入P2化助剂前驱体,或者再加入S〇3助剂前驱体,40-80°C下揽拌10-60min,得到活性组分 浸溃液,其中,所述V2化前驱体与草酸或巧樣酸的摩尔比为1: (0.8-4);
[0030] S102向步骤S101中得到的活性组分浸溃液加入粉末状的载体,在40-80°C下揽拌 10-60min后得到黏稠状浆液,将该黏稠状浆液超声分散处理1-化得到催化剂料浆,其中,所 述载体和S101中加入的去离子水的质量比为1: (0.9-1.4);
[0031] S103向步骤S102中得到的催化剂料浆在200-30(TC干燥2-12h,破碎后在300-600 °C赔烧2-化,自然冷却到室溫,粉碎至100-300目得到催化剂粉末。
[0032] 进一步,所述S208中催化剂成型过程具体包括W下步骤:
[0033] 1)过滤、预挤:所述过滤是将步骤S208得到的泥料置于双螺杆过滤机中,利用出泥 口不诱钢筛网过滤、梳理泥料,去除泥料中杂质;所述预挤,将过滤后的泥料进行预挤成型, 得到方形泥块;
[0034] 2)陈腐:将步骤1)中预挤后的泥块在25-40°C及湿度为45-90%条件下陈腐12- 7化;
[0035] 3)挤出成型:将步骤2)中陈腐后泥料经强力挤出机成型得到蜂窝状催化剂巧体;
[0036] 4)干燥:将步骤3)中蜂窝状催化剂巧体中的水分去除,W达到赔烧要求,所述干燥 包括一级干燥和二级干燥,所述一级干燥由室溫升高到60-65°C,湿度由90-95%降低至28- 35% ;所述二级干燥,在45-60°C热空气中干燥24-7化;
[0037] 5)赔烧、切割:所述赔烧是将步骤4)中经二级干燥后的催化剂巧体置于网带害,在 200-650°C赔烧20-4化,得到蜂窝状低溫SCR催化剂,所述切割是利用双头带银对催化剂端 面进行切割,切去两端不规整部分;
[0038] 6)前端硬化:将步骤5)中切割后催化剂端面置于硬化液中浸溃2-lOmin,浸溃深度 为20-40mm。
[0039] 进一步,所述粉末状骨料包括石英砂、低烙点玻璃粉、Ab化、娃微粉、白炭黑、气相 81〇2、黏±、蒙脱石、凹凸棒±、憐酸侣、憐酸二氨侣、拟薄水侣石、高岭±、海泡石、膨润± 中的一种或多种,所述粉末状骨料相对于催化剂粉末的加入量为3-20wt%。
[0040] 进一步,所述有机粘结剂包括甲基纤维素、径丙基甲基纤维素、簇甲基纤维素、纤 维素锭、纤维素钢、聚丙締酷胺、聚乙締醇、聚氧化乙締中的一种或多种,所述有机粘结剂相 对于催化剂粉末的加入量为0.5-1 Owt%,
[0041] 进一步,所述硬化液为硬化介质的水溶液,所述硬化介质为Al2(S〇4)3或A1P化或A1 化2P化)3,所述硬化介质的质量浓度为10-50wt %。
[0042] 采用上述进一步方案的有益效果是:
[0043] (1)催化剂在低溫区间具有较高的脱硝效率,适合于非电力行业锅炉、害炉冶金、 化工、炼焦和石化等行业排放低溫烟气或工艺废气的NOx排放控制,催化剂在170-18(TC时 的脱硝效率保持在90 % W上。
[0044] (2)催化剂在较宽的溫度范围内对NOx能够保持高的去除效率,能够适应烟气溫度 的大范围波动,有利于降低脱硝工艺的运行成本和能耗。
[0045] (3)本发明所得的催化剂具有较高的机械强度和抗磨损性能,催化剂纵向抗压强 度大于2.4MPa,硬化端飞灰磨损率小于0.08%/Kg。减少了飞灰对催化剂的冲刷、磨损和刻 蚀,延长了催化剂的使用寿命。
[0046] (4)本发明的催化剂,其原料简单易得,制备过程简单易控,易实现工业化连续生 产。
【具体实施方式】
[0047] W下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发 明,并非用于限定本发明的范围。
[0048] 蜂窝状低溫烟气脱硝催化剂,包括载体、活性组分和助剂,所述活性组分和助剂分 别负载在载体上,所述载体为Ti化或Ti化的复合氧化物,所述载体在催化剂中的含量为70~ 90wt % ;所述活性组分为V2化及W化或Mo化,所述活性组分在载体上的负载量为:V2〇5为0.3 ~6wt%,W〇3为1.0~15wt%或Mo〇3为1.0~15wt%,所述助剂为P2〇日,所述助剂在载体上的 负载量为:P2〇5为〇.l-3wt%。
[0049] 所述活性组分还包括稀±氧化物,所述稀±氧化物在载体上的负载量为0~ 20wt %,所述稀±氧化物为La、Ce、Pr、Nd、Zr、Y的氧化物中的一种或多种。
[(K)加]所述助剂还包括S〇3,S〇3在载体上的负载量为0-3wt%。
[0051 ] 所述活性组分由活性组分前驱体制备,所述活性组分前驱体为V2化、W化、Mo〇3及稀 ±氧化物对应的氧化物、无机盐或有机盐中的一种或多种;所述助剂由助剂前驱体制备,所 述助剂前驱体为P2化、S化所对应的氧化物、无机盐或有机盐中的一种或多种。
[0052] -种蜂窝状低溫烟气脱硝催化剂的制备方法,包括如下步骤:
[0化3] S1催化剂粉末制备:
[0054] S101在反应蓋中加入去离子水并加热到40-8(TC,加入草酸或巧樣酸揽拌至完全 溶解后,加入活性组分前驱体和助剂前驱体,充分揽拌得到活性组分浸溃液,其中,所述V2化 前驱体与草酸或巧樣酸的摩尔比为1:(0.8-4);优选的,S101在反应蓋中加入去离子水并加 热到40-80°C,加入草酸或巧樣酸揽拌至完全溶解,依次加入V2化、W化或Mo化活性组分前驱 体,或者再加入稀±氧化物活性组分前驱体;加入P2化助剂前驱体,或者再加入S〇3助剂前驱 体,40-80°C下揽拌10-60min,得到活性组分浸溃液,其中,所述V2化前驱体与草酸或巧樣酸 的摩尔比为1:(0.8-4);
[0055] S102向步骤S101中得到的活性组分浸溃液加入粉末状的载体,充分揽拌得到黏稠 状浆液,将该黏稠状浆液经过超声分散处理得到催化剂料浆,其中,所述载体和S101中加入 的去离子水的质量比为1:(0.9-1.4);优选的,S102向步骤S101中得到的活性组分浸溃液加 入粉末状的载体,在40-80°C下揽拌10-60min后得到黏稠状浆液,将该黏稠状浆液超声分 散处理1-化得到催化剂料浆,其中,所述载体和S101中加入的去离子水的质量比为1:(0.9- 1.4);
[0056] S103将步骤S102中得到的催化剂料浆进行干燥,破碎后进行赔烧,自然冷却到室 溫,粉碎得到催化剂粉末;优选的,S103向步骤S102中得到的催化剂料浆在200-300°C干燥 2-12h,破碎后在300-600°C赔烧2-化,自然冷却到室溫,粉碎至100-300目得到催化剂粉末。
[0057] S2泥料处理及催化剂成型:
[005引S201将S103得到的催化剂粉末整理备用,调节强力混炼机排气阀,并向强力混炼 机排气阀中加入225-315重量份的催化剂粉末和粉末状骨料,所述粉末状骨料相对于催化 剂粉末的加入量为3-20wt%;然后加入2-9重量份的硬脂酸、2-9重量份的乳酸或油酸、1-10 重量份的甘油,加入150-210重量份的去离子水和24-32重量份的浓度为15-25 %的氨水,关 闭强力混炼机排气阀,高速混炼30-80min;
[0059] S202调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入67-105重量份的催化剂粉末 和10-35重量去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼10-40min;
[0060] S203调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入60-130重量份的催化剂粉末 和3-6重量份的浓度为15-25%的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼至混炼机中的泥 料溫度达到90-95°C,完全开启排气阀排出混炼时产生的气体,继续混炼30-60min,待泥料 的含水率为25-29%,结束步骤S203;
[0061] S204加入9-27重量份的玻璃纤维、2-7重量份的木浆、2-7重量份的RP-CH0P抗裂纤 维和80-128重量份的去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼10-40min;
[0062] S205调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入3-14重量份的有机粘结 剂关闭强力混炼机排气阀,高速反向混炼10-30min;
[0063] S206调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入3-14重量份的有机粘结 剂和2-8重量份的浓度为15-25 %的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高速反向混炼15-45min;
[0064] S207开启强力混炼机排气阀,用去离子水和15-20%的氨水调节泥料的可塑性和 含水率,当泥料的可塑性为22-26,含水率为28-31 %时,混炼结束;
[0065] S208将混炼结束的泥料转移到捏合机中,进行湿捏混合1-化和催化剂成型过程后 得到催化剂;
[0066] 其中,所述调节强力混炼机排气阀,强力混炼机排气阀开启度为10-15%,所述混 炼机低速运行,混炼机转子的转速为250-45化pm;所述混炼机高速运行,混炼机转子的转速 为650-850巧m。
[0067] 优选的,所述S208中催化剂成型过程具体包括W下步骤:1)过滤、预挤:所述过滤 是将步骤S208得到的泥料置于双螺杆过滤机中,利用出泥口不诱钢筛网过滤、梳理泥料,去 除泥料中杂质;所述预挤,将过滤后的泥料进行预挤成型,得到方形泥块;
[0068] 2)陈腐:将步骤1)中预挤后的泥块在25-40°C及湿度为45-90%条件下陈腐12- 7化;
[0069] 3)挤出成型:将步骤2)中陈腐后泥料经强力挤出机成型得到蜂窝状催化剂巧体;
[0070] 4)干燥:将步骤3)中蜂窝状催化剂巧体中的水分去除,W达到赔烧要求,所述干燥 包括一级干燥和二级干燥,所述一级干燥由室溫升高到60-65°C,湿度由90-95%降低至28- 35% ;所述二级干燥,在45-60°C热空气中干燥24-7化;
[0071] 5)赔烧、切割:所述赔烧是将步骤4)中经二级干燥后的催化剂巧体置于网带害,在 200-650°C赔烧20-4化,得到蜂窝状低溫SCR催化剂,所述切割是利用双头带银对催化剂端 面进行切割,切去两端不规整部分;
[0072] 6)前端硬化:将步骤5)中切割后催化剂端面置于硬化液中浸溃2-lOmin,浸溃深度 为20-40mm。
[0073] 所述粉末状骨料包括石英砂、低烙点玻璃粉、Ab化、娃微粉、白炭黑、气相Si化、黏 上、蒙脱石、凹凸棒上、憐酸侣、憐酸二氨侣、拟薄水侣石、高岭上、海泡石、膨润上中的一种 或多种,所述粉末状骨料相对于催化剂粉末的加入量为3-20wt%。
[0074] 所述有机粘结剂包括甲基纤维素、径丙基甲基纤维素、簇甲基纤维素、纤维素锭、 纤维素钢、聚丙締酷胺、聚乙締醇、聚氧化乙締中的一种或多种,所述有机粘结剂相对于催 化剂粉末的加入量为0.5-1 Owt%,
[0075] 所述硬化液为硬化介质的水溶液,所述硬化介质为Al2(S〇4)3或A1P04或A1 化2P化)3,所述硬化介质的质量浓度为10-50wt %。
[0076] 所述粉末状骨料、有机粘合剂、硬化液为催化剂成型过程需要的。
[0077] W下通过具体实施例对本发明进行进一步的说明:
[007引实施例1
[0079] 所有实施例中的步骤均与S1和S2中步骤相对应,为方便描述,步骤标号有所改动。
[0080] 1)催化剂粉末制备
[0081] 步骤1,在反应蓋中加入750重量份去离子水并加热至50-55°C,加入95重量份草酸 揽拌至完全溶解,缓慢加入23重量份偏饥酸锭(10-30min加完),揽拌20-30min后,加入44.5 重量份钢酸锭、8.5重量份憐酸Ξ锭和126重量份硝酸姉,在50°C下继续揽拌30min得到活性 组分浸溃溶液,
[0082] 步骤2,加入600重量份Ti化粉末,45 °C揽拌20min得到黏稠状浆液,揽拌、超声分散 1.5h,
[0083] 步骤3,将反应蓋中催化剂料浆在250°C干燥3.化,破碎后在450°C赔烧3.5h,自然 冷却至室溫后粉碎至200目。
[0084] 经步骤1-3所制备的催化剂粉末,活性组分和助剂负载量为:V2化为3wt%,Mo〇3为 6wt %,Ce〇2为8wt %,P2〇5为0.5wt % ;
[0085] 2)泥料处理及催化剂成型
[0086] 步骤1,调节强力混炼机排气阀,将280重量份1)中制备的催化剂粉末、6.7重量份 石英砂、4.5重量份低烙点玻璃粉加入到混炼机中,加入4.5重量份硬脂酸、4.5重量份油酸、 5.4重量份甘油、188.5重量份去离子水和32重量份15 %的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高 速混炼40min;
[0087] 步骤2,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入77重量份1)中制备的催化 剂粉末和16.5重量份的去离子水,关闭排气阀,高速混炼25min;
[0088] 步骤3,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入93重量份1)中制备的催化 剂粉末和6重量份15 %的氨水,关闭排气阀,高速混炼至混炼机中的泥料溫度达到95°C,完 全开启排气阀排出混炼时产生的气体,继续混炼35min,泥料含水率为28.0%,结束步骤3,
[0089] 步骤4,加入13.5重量份玻璃纤维、3.6重量份木浆、3.2重量份RP-C册P纤维和85.5 重量份去离子水,关闭排气阀,高速混炼15min,
[0090]步骤5,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入3.5重量份径丙基纤维 素、3.5重量份聚乙締醇和1.9重量份聚环氧乙烧,关闭排气阀,高速反向混炼lOmin;
[0091 ]步骤6,调节强力混炼机排气阀混炼机低速反向运行,加入2.3重量份径丙基纤维 素、2.3重量份聚乙締醇、1.3聚环氧乙烧和3重量份15%的氨水,关闭排气阀,高速反向混炼 25min;
[0092] 步骤7,完全开启强力混炼机排气阀,用去离子水和15-20%的氨水调节泥料的含 水率和可塑性,泥料的含水率为29.2%,可塑性为24.7,混炼结束;
[0093] 步骤8,将混炼结束的泥料转移到捏合机中,进行湿捏混合1.化和催化剂成型过程 后得到催化剂;
[0094] 在步骤1-步骤7中,
[00M]调节强力混炼机排气阀,强力混炼机的排气阀开启度为10-15%,
[0096] 混炼机低速运行,混炼机运行时转子的转速为30化pm,
[0097] 混炼机高速运行,混炼机运行时转子的转速为75化pm,
[009引3)过滤预挤
[0099] 将混炼捏合过程所得泥料置于双螺杆过滤机中,利用出泥口不诱钢筛网过滤、梳 理泥料,去除泥料中杂质;过滤后泥料经预挤成型,得到方形泥块;
[0100] 4)陈腐
[0101] 预挤后泥料置于25-40°C及湿度为45-90%条件下陈腐12-7化;
[0102] 5)挤出成型
[0103] 陈腐后泥料经强力挤出机成型得到蜂窝状催化剂巧体,催化剂外形长度和内部孔 道尺寸根据工程要求确定;
[0104] 6)干燥
[0105] 在干燥室对催化剂巧体进行干燥,去除巧体中的水分,W达到赔烧要求;干燥包括 一级干燥和二级干燥,一级干燥由室溫升高到65°C,湿度由95%降低至35%;二级干燥,在 45-60°C热空气中干燥24-7化,
[0106] 7)赔烧切割
[0107] 赔烧,二级干燥后的催化剂巧体置于网带害,在200-650°C赔烧20-4化,得到蜂窝 状低溫SCR催化剂,
[0108] 切割,利用双头带银对催化剂端面进行切割,切去两端不规整部分,
[0109] 8)前端硬化
[0110] 切割后催化剂端面置于35wt%的A1P04溶液中浸溃5min,浸溃深度20-40mm。
[0111] 实施例1制备的催化剂在测试例条件下,170°C时的脱硝效率达91.7%,催化剂的 纵向抗压强度为2.48MPa,横向抗压强度为0.84MPa,硬化端抗磨损强度为0.073%/Kg。
[0112] 实施例2
[011引1)催化剂粉末制备
[0114] 步骤1,在反应蓋中加入750重量份去离子水并加热至50-55°C,加入95重量份草酸 揽拌至完全溶解,缓慢加入23重量份偏饥酸锭(10-30min加完)并揽拌20-30min,加入32.8 重量份鹤酸锭、8.5重量份憐酸Ξ锭2.5重量份硫酸锭和126重量份硝酸姉,在50°C下继续揽 拌30min得到活性组分浸溃溶液;
[011引步骤2,加入600重量份Ti化粉末,45 °C揽拌20min得到黏稠状浆液,然后揽拌、超声 分散1.化;
[0116] 步骤3,将反应蓋中催化剂料浆在250°C干燥3.化,破碎后在450°C赔烧3.化,自然 冷却至室溫后粉碎至200目。
[0117] 经步骤1-3所制备的催化剂粉末,活性组分和助剂负载量为:V2〇5为3wt%,W化为 6wt %,Ce〇2为8wt %,P2〇日为0.5wt %,S〇3为0.化wt % ;
[011引2)混炼捏合
[0119] 步骤1,调节强力混炼机排气阀,加入300重量份1)中制备的催化剂粉末、9重量份 的石英砂加入到混炼机中,加入3.6重量份硬脂酸、4.5重量份乳酸、4.5重量份甘油、174重 量份去离子水和30重量份15%的氨水,关闭排气阀,高速混炼40min;
[0120] 步骤2,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入75重量份1)中制备的催化 剂粉末和20重量份去离子水,关闭排气阀,高速混炼25min;
[0121 ]步骤3,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入75重量份1)中制备的催化 剂粉末和6重量份15%的氨水,关闭排气阀,高速混炼至混炼机中的泥料溫度达到95°C,完 全开启排气阀排出混炼时产生的气体,继续混炼35min,泥料含水率为27.5%,结束步骤3,
[0122] 步骤4,加入加入13.5重量份玻璃纤维、3.2重量份木浆、3.6重量份RP-CH0P抗维和 96重量份去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼15min;
[0123] 步骤5,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入2.3重量份径丙基纤维 素、2.3重量份聚乙締醇和1.8重量份聚环氧乙烧,关闭强力混炼机排气阀,高速反向混炼 lOmin;
[0124] 步骤6,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,2.3重量份径丙基纤维素、 2.3重量份聚乙締醇、1.8重量份聚环氧乙烧和4重量份15%的氨水,关闭强力混炼机排气 阀,高速反向混炼25min,
[0125] 步骤7,完全开启强力混炼机排气阀,用去离子水和15-20%的氨水调节泥料的含 水率和可塑性,泥料的含水率为28.9%,可塑性为25.5,混炼结束;
[0126] 步骤8,将混炼结束的泥料转移到捏合机中,进行湿捏混合化和催化剂成型过程后 得到催化剂;
[0127] 在步骤1-步骤7中,
[01%]调节强力混炼机排气阀,强力混炼机的排气阀开启度为10-15%,
[0129] 混炼机低速运行,混炼机运行时转子的转速为30化pm,
[0130] 混炼机高速运行,混炼机运行时转子的转速为75化pm,
[0131] 后续进行的催化剂成型,即过滤预挤、陈腐、挤出成型、干燥、赔烧切割和前端硬化 处理过程同实施例1。
[0132] 实施例2制备的催化剂在测试例条件下,170°C时的脱硝效率达90.8%,催化剂的 纵向抗压强度为2.52MPa,横向抗压强度为0.89MPa,硬化端抗磨损强度为0.068%/Kg。
[0133] 实施例3
[0134] 1)催化剂粉末制备
[0135] 步骤1,在反应蓋中加入750重量份去离子水并加热至50-55°C,加入95重量份草酸 揽拌至完全溶解,缓慢加入23重量份偏饥酸锭(10-30min加完),揽拌20-30min,加入44.5重 量份钢酸锭和8.5重量份憐酸Ξ锭,在50°C下继续揽拌30min得到活性组分浸溃溶液;
[0136] 步骤2,加入600重量份Ti化粉末,45 °C揽拌20min得到黏稠状浆液,揽拌、超声分散 1.5h;
[0137] 步骤3,反应蓋中催化剂料浆在250°C干燥3.化,破碎后在450°C赔烧3.化,自然冷 却至室溫后粉碎至200目;
[013引经步骤1-3所制备的催化剂粉末,活性组分负和助剂负载量为:V2化为3wt%,Mo化 为 6wt%,P205 为 0.5wt%;
[0139] 2)混炼捏合
[0140] 步骤1,调节强力混炼机排气阀,将248重量份1)中制备的催化剂粉末和9重量份气 相二氧化娃加入到混炼机中,加入3.6重量份硬脂酸、4.5重量份油酸、5.0重量份甘油、174 重量份去离子水和27.5重量份15%的氨水,关闭排气阀,高速混炼40min;
[0141 ]步骤2,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入90重量份1)中制备的催化 剂粉末和17.5重量份的去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼25min;
[0142] 步骤3,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入112.5重量份1)中制备的催 化剂粉末和7.5重量份15 %的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼至混炼机中的泥料溫 度达到95°C,完全开启排气阀排出混炼时产生的气体,继续混炼35min,泥料含水率为 26.9%,结束步骤3;
[0143] 步骤4,加入13.5重量份玻璃纤维、3.6重量份木浆和98.5重量份去离子水,关闭强 力混炼机排气阀,高速混炼15min;
[0144] 步骤5,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入2.7重量份径丙基纤维 素、1.8重量份聚乙締醇、1.8重量份RP-CH0P纤维和1.8重量份聚环氧乙烧,关闭强力混炼机 排气阀,高速反向混炼lOmin;
[0145] 步骤6,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入2.7重量份径丙基纤维 素、1.8重量份聚乙締醇、1.8重量份RP-CHOP纤维和1.8重量份聚环氧乙烧,关闭强力混炼机 排气阀,高速反向混炼25min;
[0146] 步骤7,完全开启强力混炼机排气阀,用去离子水和15-20%的氨水调节泥料的含 水率和可塑性,泥料的含水率为29.4%,可塑性为24.7,混炼结束;
[0147] 步骤8,将混炼结束的泥料转移到捏合机中,进行湿捏混合1.化和催化剂成型过程 后得到催化剂;
[0148] 调节强力混炼机排气阀,强力混炼机的排气阀开启度为10-15%,
[0149] 混炼机低速运行,混炼机运行时转子的转速为30化pm,
[0150] 混炼机高速运行,混炼机运行时转子的转速为75化pm,
[0151] 后续进行催化剂成型,即过滤预挤、陈腐、挤出成型、干燥、赔烧切割和前端硬化处 理过程同实施例1。
[0152] 实施例3制备的催化剂在测试例条件下,170°C时的脱硝效率达92.5%,催化剂的 纵向抗压强度为2.50MPa,横向抗压强度为0.85MPa,硬化端抗磨损强度为0.065%/Kg。
[0153] 实施例4
[0154] 1)催化剂粉末制备
[01W] 步骤1,在反应蓋中加入750重量份去离子水并加热至50-55°C,加入79重量份草酸 揽拌至完全溶解,缓慢加入19.2重量份偏饥酸锭(10-30min加完),揽拌20-30min,加入44.5 重量份钢酸锭、8.5重量份憐酸Ξ锭和126重量份硝酸姉,在50°C条件下继续揽拌30min得到 活性组分浸溃液;
[0156] 步骤2,加入600重量份Ti化粉末,45 °C揽拌20min得到黏稠状浆液,揽拌、超声分 散1.化;
[0157] 步骤3,将反应蓋中催化剂料浆在250°C干燥3.化,破碎后在450°C赔烧3.化,自然 冷却至室溫后粉碎至200目;
[0158] 经步骤1-3制备的催化剂粉末,活性组分负和助剂负载量为:V2〇5为2.5wt%,Mo〇3 为6wt %,Ce〇2为8wt %,P2O日为0.5wt % ;
[0159] 2)混炼捏合
[0160] 步骤1,调节强力混炼机排气阀,将270重量份1)中制备的催化剂粉末、6.8重量份 气相二氧化娃、20重量份活性氧化侣加入到混炼机中,加入4.7重量份硬脂酸、4.7重量份乳 酸、5.6重量份甘油、180重量份去离子水和28重量份15%的氨水,关闭强力混炼机排气阀, 高速混炼40min;
[0161 ]步骤2,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入81重量份1)中制备的催化 剂粉末和18重量份去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼25min;
[0162] 步骤3,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入99重量份1)中制备的催化 剂粉末和5重量份15 %的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼至混炼机中的泥料溫度达 到95°C,完全开启排气阀排出混炼时产生的气体,继续混炼35min,泥料含水率为26.2%,结 束步骤3;
[0163] 步骤4,加入14重量份玻璃纤维、3.7重量份木浆、3.7重量份RP-C册P纤维和102重 量份去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼15min;
[0164] 步骤5,调节强力混连接排气阀,混炼机低速反向运行,加入3.1重量份径丙基纤维 素、2.4重量份聚乙締醇和2.0重量份聚环氧乙烧,关闭强力混炼机排气阀,高速反向混炼 lOmin;
[0165] 步骤6,调节强力混连接排气阀,混炼机低速反向运行,加入2.5重量份径丙基纤维 素、2.3重量份聚乙締醇、1.7聚环氧乙烧和7重量份15%的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高 速反向混炼25min;
[0166] 步骤7,完全开启强力混炼机排气阀,用去离子水和15-20%的氨水调节泥料的含 水率和可塑性,泥料的含水率为29.2%,可塑性为23.8,混炼结束;
[0167] 步骤8,将混炼结束的泥料转移到捏合机中,步骤8,将混炼结束的泥料转移到捏合 机中,进行湿捏混合2.化和催化剂成型过程后得到催化剂;
[0168] 在步骤1-步骤7中,
[0169] 调节强力混炼机排气阀,强力混炼机的排气阀开启度为10-15%,
[0170] 混炼机低速运行,混炼机运行时转子的转速为30化pm,混炼机高速运行,混炼机运 行时转子的转速为75化pm,
[0171] 后续进行催化剂成型,即过滤预挤、陈腐、挤出成型、干燥、赔烧切割和前端硬化处 理过程同实施例1;
[0172] 实施例4制备的催化剂在测试例条件下,180°C时的脱硝效率达95.7%,催化剂的 纵向抗压强度为2.47MPa,横向抗压强度为0.85MPa,硬化端抗磨损强度为0.073%/Kg。
[0173] 实施例5
[0174] 1)催化剂粉末制备
[0175] 步骤1,在反应蓋中加入750重量份去离子水并加热至50-55°C,加入95重量份草酸 揽拌至完全溶解,缓慢加入23重量份偏饥酸锭(10-30min加完),揽拌20-30min,加入44.5重 量份钢酸锭和8.5重量份憐酸Ξ锭,在50°C下继续揽拌30min得到活性组分浸溃液;
[0176] 步骤2,加入582重量份Ti化粉末和18重量份气相二氧化娃,45°C揽拌20min得到黏 稠状浆液,揽拌、超声分散1.化;
[0177] 步骤3,反应蓋中催化剂料浆在250°C干燥3.化,破碎后在450°C赔烧3.化,自然冷 却至室溫后粉碎至200目;
[017引经步骤1-3所制备的催化剂粉末,活性组分负和助剂负载量为:V2化为3wt%,Mo化 为6wt%,P205为0.5wt% ;Si02为3wt% ;
[01巧]2)混炼捏合
[0180]步骤1,调节强力混炼机排气阀,将261重量份1)中制备的催化剂粉末加入到混炼 机中,加入4.5重量份硬脂酸、4.5重量份油酸、5.4重量份甘油、180重量份去离子水和28重 量份15 %的氨水,关闭排气阀,高速混炼40m i η;
[0181 ]步骤2,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入81重量份1)中制备的催化 剂粉末和20重量份的去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼25min;
[0182] 步骤3,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入108重量份1)中制备的催化 剂粉末和6.2重量份15%的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼至混炼机中的泥料溫度 达到95°C,完全开启排气阀排出混炼时产生的气体,继续混炼35min,泥料含水率为27.8%, 结束步骤3;
[0183] 步骤4,加入15.8重量份玻璃纤维、3.6重量份木浆、3.2重量份RP-CH0P纤维和90重 量份去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼15min;
[0184] 步骤5,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入2.7重量份径丙基纤维 素、2.3重量份聚乙締醇和1.6重量份聚环氧乙烧,关闭强力混炼机排气阀,高速反向混炼 lOmin;
[0185] 步骤6,调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入2.7重量份径丙基纤维 素、2.3重量份聚乙締醇和1.6重量份聚环氧乙烧,关闭强力混炼机排气阀,高速反向混炼 25min;
[0186] 步骤7,完全开启强力混炼机排气阀,用去离子水和15-20%的氨水调节泥料的含 水率和可塑性,泥料的含水率为28.9%,可塑性为24.9,混炼结束;
[0187] 步骤8,将混炼结束的泥料转移到捏合机中,进行湿捏混合1.化和催化剂成型过程 后得到催化剂;
[0188] 在步骤1-步骤7中,
[0189] 调节强力混炼机排气阀,强力混炼机的排气阀开启度为10-15%,
[0190] 混炼机低速运行,混炼机运行时转子的转速为30化pm,
[0191] 混炼机高速运行,混炼机运行时转子的转速为75化pm,
[0192] 后续进行催化剂成型,即过滤预挤、陈腐、挤出成型、干燥、赔烧切割和前端硬化处 理过程同实施例1;
[0193] 实施例5制备的催化剂在测试例条件下,180°C时的脱硝效率达92.7%,催化剂的 纵向抗压强度为2.55MPa,横向抗压强度为0.91MPa,硬化端抗磨损强度为0.062%/Kg。
[0194] 测试例
[0195] 在固定床SCR反应器中W模拟烟气作为反应气评价催化剂的催化活性,反应气体 组成NOx为lOOOmg/m3,S〇2为200mg/m3,〇2为6.0 % (v/v),氨氮摩尔比MR为1.0,化作为平衡气, 反应空速SV = 4000h-i。
[0196] 本发明所述的实施例仅是对实施方式和制备方法进行详细描述和说明,但本发明 的保护范围并不局限于实施例所述的操作过程和步骤,所列举的原料、原料上下限区间取 值、W及工艺参数等取值都能实现本发明,即不意味着本发明必须依赖于上述制备过程和 步骤才能实施。所述领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选原料、 材质、尺寸等效替换及辅助成分的添加或更改、【具体实施方式】的选择等,均落在本发明的保 护范围和公开范围之内。
【主权项】
1. 蜂窝状低温烟气脱硝催化剂,其特征在于,包括载体、活性组分和助剂,所述活性组 分和助剂分别负载在载体上,所述载体为Ti〇2或Ti〇2的复合氧化物,所述载体在催化剂中的 含量为70~90wt % ;所述活性组分为V2〇5及W03或Mo03,所述活性组分在载体上的负载量为: V2〇5为0.3~6wt%,W03为1.0~15wt%或Mo03为1.0~15wt%,所述助剂为P 2〇5,所述助剂在 载体上的负载量为:P2〇5*〇. l-3wt %。2. 根据权利要求1所述蜂窝状低温烟气脱硝催化剂,其特征在于,所述活性组分还包括 稀土氧化物,所述稀土氧化物在载体上的负载量为0~20wt %,所述稀土氧化物为La、Ce、 ?^阳、2^¥的氧化物中的一种或多种。3. 根据权利要求2所述蜂窝状低温烟气脱硝催化剂,其特征在于,所述助剂还包括S03, S03在载体上的负载量为0_3wt%。4. 根据权利要求3所述蜂窝状低温烟气脱硝催化剂,其特征在于,所述活性组分由活性 组分前驱体制备,所述活性组分前驱体为V20 5、W03、Mo03及稀土氧化物对应的氧化物、无机 盐或有机盐中的一种或多种;所述助剂由助剂前驱体制备,所述助剂前驱体为P 2〇5、S03所对 应的氧化物、无机盐或有机盐中的一种或多种。5. -种如权利要求1至4任一项所述蜂窝状低温烟气脱硝催化剂的制备方法,包括如下 步骤: S1催化剂粉末制备: S101在反应釜中加入去离子水并加热到40-80°C,加入草酸或柠檬酸搅拌至完全溶解 后,加入活性组分前驱体和助剂前驱体,充分搅拌得到活性组分浸渍液,其中,所述V2〇5前驱 体与草酸或柠檬酸的摩尔比为1:(0.8-4); S102向步骤S101中得到的活性组分浸渍液加入粉末状的载体,充分搅拌得到黏稠状浆 液,将该黏稠状浆液经过超声分散处理得到催化剂料浆,其中,所述载体和S101中加入的去 离子水的质量比为1:(0.9-1.4); S103将步骤S102中得到的催化剂料浆进行干燥,破碎后进行焙烧,自然冷却到室温,粉 碎得到催化剂粉末; S2泥料处理及催化剂成型: S201将S103得到的催化剂粉末整理备用,调节强力混炼机排气阀,并向强力混炼机排 气阀中加入225-315重量份的催化剂粉末和粉末状骨料,所述粉末状骨料相对于催化剂粉 末的加入量为3_20wt%;然后加入2-9重量份的硬脂酸、2-9重量份的乳酸或油酸、1-10重量 份的甘油,加入150-210重量份的去离子水和24-32重量份的浓度为15-25%的氨水,关闭强 力混炼机排气阀,高速混炼30-80min; S202调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入67-105重量份的催化剂粉末和10-35重量去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼10-40min; S203调节强力混炼机排气阀,混炼机低速运行,加入60-130重量份的催化剂粉末和3-6 重量份的浓度为15-25%的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼至混炼机中的泥料温度 达到90-95°C,完全开启排气阀排出混炼时产生的气体,继续混炼30-60min,待泥料的含水 率为25-29%,结束步骤3203; S204加入9-27重量份的玻璃纤维、2-7重量份的木浆、2-7重量份的RP-CHOP抗裂纤维和 80-128重量份的去离子水,关闭强力混炼机排气阀,高速混炼10-40min; S205调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入3-14重量份的有机粘结剂关 闭强力混炼机排气阀,高速反向混炼10_30min; S206调节强力混炼机排气阀,混炼机低速反向运行,加入3-14重量份的有机粘结剂和 2-8重量份的浓度为15-25 %的氨水,关闭强力混炼机排气阀,高速反向混炼15-45min; S207开启强力混炼机排气阀,用去离子水和15-20%的氨水调节泥料的可塑性和含水 率,当泥料的可塑性为22-26,含水率为28-31 %时,混炼结束; S208将混炼结束的泥料转移到捏合机中,进行湿捏混合l-3h和催化剂成型过程后得到 催化剂; 其中,所述调节强力混炼机排气阀,强力混炼机排气阀开启度为10-15%,所述混炼机 低速运行,混炼机转子的转速为250-450rpm;所述混炼机高速运行,混炼机转子的转速为 650-850rpm〇6. 权利要求5所述蜂窝状低温烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述S1催化剂 粉末制备过程具体包括以下步骤: S101在反应釜中加入去离子水并加热到40-80 °C,加入草酸或柠檬酸搅拌至完全溶解, 依次加入V2〇5、W03或Mo03活性组分前驱体,或者再加入稀土氧化物活性组分前驱体;加入 P2〇5助剂前驱体,或者再加入S03助剂前驱体,40-80°C下搅拌10-60min,得到活性组分浸渍 液,其中,所述V 2〇5前驱体与草酸或柠檬酸的摩尔比为1: (0.8-4); S102向步骤S101中得到的活性组分浸渍液加入粉末状的载体,在40-80°C下搅拌10-60min后得到黏稠状浆液,将该黏稠状浆液超声分散处理l-3h得到催化剂料浆,其中,所述 载体和S101中加入的去离子水的质量比为1: (0.9-1.4); S103向步骤S102中得到的催化剂料浆在200-300°C干燥2-12h,破碎后在300-600°C焙 烧2-8h,自然冷却到室温,粉碎至100-300目得到催化剂粉末。7. 权利要求5所述蜂窝状低温烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述S208中催 化剂成型过程具体包括以下步骤: 1) 过滤、预挤:所述过滤是将步骤S208得到的泥料置于双螺杆过滤机中,利用出泥口不 锈钢筛网过滤、梳理泥料,去除泥料中杂质;所述预挤,将过滤后的泥料进行预挤成型,得到 方形泥块; 2) 陈腐:将步骤1)中预挤后的泥块在25-40 °C及湿度为45-90%条件下陈腐12-72h; 3) 挤出成型:将步骤2)中陈腐后泥料经强力挤出机成型得到蜂窝状催化剂坯体; 4) 干燥:将步骤3)中蜂窝状催化剂坯体中的水分去除,以达到焙烧要求,所述干燥包括 一级干燥和二级干燥,所述一级干燥由室温升高到60-65Γ,湿度由90-95%降低至28-35% ;所述二级干燥,在45-60°C热空气中干燥24-72h; 5) 焙烧、切割:所述焙烧是将步骤4)中经二级干燥后的催化剂坯体置于网带窑,在200-650°C焙烧20-40h,得到蜂窝状低温SCR催化剂,所述切割是利用双头带锯对催化剂端面进 行切割,切去两端不规整部分; 6) 前端硬化:将步骤5)中切割后催化剂端面置于硬化液中浸渍2-10min,浸渍深度为 20-40mm〇8. 权利要求5至7任一项所述蜂窝状低温烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所 述粉末状骨料包括石英砂、低熔点玻璃粉、Al 2〇3、硅微粉、白炭黑、气相Si02、黏土、蒙脱石、 凹凸棒土、磷酸铝、磷酸二氢铝、拟薄水铝石、高岭土、海泡石、膨润土中的一种或多种,所述 粉末状骨料相对于催化剂粉末的加入量为3-20wt%。9. 权利要求5至7任一项所述蜂窝状低温烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所 述有机粘结剂包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、纤维素铵、纤维素钠、聚 丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氧化乙烯中的一种或多种,所述有机粘结剂相对于催化剂粉末的加 入量为 0.5-lOwt%。10. 权利要求5至7任一项所述蜂窝状低温烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所 述硬化液为硬化介质的水溶液,所述硬化介质为Al 2(S〇4)3或A1P04或Α1(Η2Ρ〇4)3,所述硬化 介质的质量浓度为10_50wt%。
【文档编号】B01J27/199GK105964284SQ201610284318
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】展宗城, 杨艳林, 展宗刚, 袁小芳, 杨峰
【申请人】展宗城
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