本发明属于烟气脱硝催化剂技术领域，涉及一种脱硝催化剂，尤其是一种燃气机组用波纹式scr脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术：
随着经济的快速发展氮氧化物(nox)排放量迅速增加，研究表明nox是形成雾霾天气的重要原因，已成为制约社会经济发展的因素之一。目前国内外scr脱硝因技术成熟在燃煤机组中已应用广泛，但在燃气机组中应用还不多。
燃气锅炉与燃煤锅炉相比，具有燃烧效率高、污染物排放浓度低等优点，对于co2和tsp减排具有重要意义。但是燃气锅炉在燃烧过程中同样会产生少量的氮氧化物。随着环保要求的日益严格，采取分级燃烧、燃料再燃、浓淡偏差燃烧、低过剩空气燃烧和烟气再循环等燃烧过程脱硝措施以外，还必须通过scr等燃烧后烟气脱硝才能实现达标排放。
我国天燃气发电在电力结构中的比重不足5％，与发达国家差距较大，随着“西气东输”项目地完善和整体煤气化技术的逐渐成熟，未来相当长一段时间，我国将在有条件的发达地区建立大量的燃气机组，预计今后燃气机组均会同步实施scr脱硝装置，但当前燃气脱硝催化剂以进口为主，价格高且来源垄断。
波纹式脱硝催化剂选用玻璃纤维薄毡作为骨架材料，通过特有成型工艺制造出多孔径具有一定规格尺寸的波纹板，组装成单元，进行强化浸渍，再把单元放到活性粉末溶液中浸泡，以使活性成分能均匀吸附在基板上，目前国内尚无此类型催化剂应用先例。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种燃气机组用波纹式scr脱硝催化剂及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明首先提出一种燃气机组用波纹式scr脱硝催化剂，以玻璃纤维薄毡作为波纹骨架，所述波纹骨架和平板叠装成脱硝催化剂单元，然后依次经过浸渍液强化浸渍、催化剂活性粉末溶液浸渍和烧结硬化处理得到所述波纹式scr脱硝催化剂；所述波纹式scr脱硝催化剂的几何比表面积为771～1034㎡/m3，孔隙率为72.0～80.8％。
本发明还提出一种上述燃气机组用波纹式scr脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：选用玻璃纤维薄毡作为骨架材料，采用成型液并通过成型工艺制造成波纹板，再和平板叠装成单元；
步骤二：将步骤一制作好的单元进行粘结剂一次浸渍液强化浸渍，浸渍液为65％～80％硅溶胶、15％～27％jgd10和3％～15％膨润土的浸渍混合液；
步骤三：将步骤二制作好的单元进行催化剂活性粉末溶液浸渍，活性粉末浸渍液为35％～45％催化剂粉末、1％～5％硅溶胶、25％～30％甲醇、20％～30％水、2％～8％分散剂和4％～6％jgd10的混合液；
步骤四：将步骤三浸渍好的单元在烧结炉煅烧，后进行边缘硬化处理，边缘硬化尺寸依据产品尺寸而定，其中硬化液配比为60％～80％硅溶胶和20％～40％催化剂粉末的混合液。
进一步，以上步骤一中，成型工艺具体为：
首先，配制成型液待用；其次，设置好成型机烘干炉及成型辊的温度，待温度达到设定值上料，设定温度为烘干炉一段120℃，二段200℃，成型上辊300℃，成型下辊180℃；再次，将玻璃纤维毡先浸渍在成型液中，经烘干炉后喂入成型对压辊，经300℃高温加热成型为波纹状；最后，经裁断机裁成波纹板，然后裁取同样尺寸的平板进行单元装配。
进一步，上述成型液是由60％～80％甲醇、2％～20％硅溶胶和4％～25％水组成的混合液。
进一步的，以上步骤二中，强化浸渍工艺具体为：按照比例配制浸渍混合液，搅拌45分钟后，打入浸渍池，然后将步骤一制作好的单元逐一浸渍，完成后晾置30分钟以上，放入烘干炉进行烘干处理，耗时40分钟。
进一步的，以上步骤三中，活性粉末浸渍工艺包括：按照比例配制活性粉末浸渍液，搅拌45分钟，至浸渍池中，将单元逐一进行浸渍，完成后至平台晾置1小时以上待烧。
进一步的，以上步骤四中，烧结工艺具体为：
干燥，耗时100分钟，干燥条件满足：从环境温度上升到240℃；
煅烧，总耗时200分钟，煅烧条件满足：从240℃上升至250℃，耗时30分钟，此温度250℃下，保温10分钟，然后煅烧温度每升高25℃，耗时30分钟，并保温10分钟，直至温度升高至350℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明针对燃气机组烟气条件，对现有生产燃煤型波纹板的成型机设备进行改造，对成型工艺、浸渍工艺、烧结工艺重新研发与设计，实现生产波高为2.5～5.0mm，波长为4.5～9.0mmmm的燃气用波纹式脱硝催化剂，其比表面积可较燃煤型波纹式催化剂增加69.45～94.66％，较传统蜂窝式脱硝催化剂几何比表面积增加14.2％～17.98％，孔隙率增加17.95％～21.58％，满足燃气型锅炉烟气脱硝使用要求。
本发明生产出多孔径波纹式脱硝催化剂打入燃气机组脱硝领域，该型催化剂具有脱硝效率高、比表面积大、孔隙率高等优点，对于波纹式脱硝催化剂在燃气机组脱除氮氧化物的推广及应用具有重要意义。
附图说明
图1为本发明进行单元装配后的截面结构示意图；
图2为本发明波纹式脱硝催化剂规格示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明首先提出的燃气机组用波纹式scr脱硝催化剂，是以玻璃纤维薄毡作为波纹骨架，波纹骨架和平板叠装成脱硝催化剂单元，(如图1所示)然后依次经过浸渍液强化浸渍、催化剂活性粉末溶液浸渍和烧结硬化处理得到波纹式scr脱硝催化剂。
在本发明的最佳实施例中，如图2所示，本发明的波纹式scr脱硝催化剂的几何比表面积为771～1034㎡/m3，孔隙率为72.0～80.8％。其中l＝4.5～9.0mm，h＝2.5～5.0mm，t＝0.4±0.1mm。
本发明的燃气机组用波纹式scr脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：选用一定规格玻璃纤维薄毡作为骨架材料，将其通过成型工艺制造成波纹板，再和一定尺寸的平板叠装成单元，其中成型所用成型液的配比以质量百分比计，由60％～80％甲醇、2％～20％硅溶胶、4％～25％水组成的混合液。
成型工艺包括：首先，配制一定比例的成型液待用；其次，设置好成型机烘干炉及成型辊的温度，待温度达到设定值上料，设定温度为烘干炉一段120℃，二段200℃，成型上辊300℃，成型下辊180℃；再次，将玻璃纤维毡样品先浸渍在成型液中，经烘干炉后喂入成型对压辊，经300℃高温加热成型为波纹状；最后，经裁断机裁成一定尺寸长度的波纹板。然后裁取同样尺寸的平板进行单元装配，装配形式如图1所示叠加成单元。
步骤二：将制作好的单元进行粘结剂一次浸渍液强化浸渍，以质量百分比计，浸渍液为65％～80％硅溶胶、15％～27％jgd10、3％～15％膨润土的混合液。强化浸渍工艺包括：按照比例配制混合液，搅拌45分钟后，打入浸渍池，然后将单元逐一浸渍，完成后晾置30分钟以上，放入烘干炉进行烘干处理，耗时40分钟。
步骤三：将制作好的单元进行催化剂活性粉末溶液浸渍，浸渍液为35％～45％催化剂粉末、1％～5％硅溶胶、25％～30％甲醇、20％～30％水、2％～8％分散剂、4％～6％jgd10的混合液。活性粉末浸渍工艺包括：按照比例配制催化剂粉末溶液，搅拌45分钟，至浸渍池中，将单元逐一进行浸渍，完成后至平台晾置1小时以上待烧。
步骤四：将浸渍好的单元在烧结炉煅烧5个小时，后进行边缘硬化处理，边缘硬化尺寸依据产品尺寸而定，其中硬化液配比为60％～80％硅溶胶、20％～40％催化剂粉末的混合液。烧结工艺包括：干燥，耗时100分钟，干燥条件满足：从环境温度上升到240℃；煅烧，总耗时200分钟，煅烧条件满足从240℃上升至250℃，耗时30分钟，此温度250℃下，保温10分钟，然后煅烧温度每升高25℃，耗时30分钟，并保温10分钟，直至温度升高至350℃。
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1
本实施例的燃气机组用波纹式scr脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：选用一定规格玻璃纤维薄毡作为骨架材料，将其通过成型工艺制造成波纹板，再和一定尺寸的平板叠装成单元，其中成型所用成型液的配比以质量百分比计，由60％甲醇、20％硅溶胶、20％水组成的混合液。
成型工艺包括：首先，配制一定比例的成型液待用；其次，设置好成型机烘干炉及成型辊的温度，待温度达到设定值上料，设定温度为烘干炉一段120℃，二段200℃，成型上辊300℃，成型下辊180℃；再次，将玻璃纤维毡样品先浸渍在成型液中，经烘干炉后喂入成型对压辊，经300℃高温加热成型为波纹状；最后，经裁断机裁成一定尺寸长度的波纹板。然后裁取同样尺寸的平板进行单元装配，装配形式如图1所示叠加成单元。
步骤二：将制作好的单元进行粘结剂一次浸渍液强化浸渍，以质量百分比计，浸渍液为65％硅溶胶、27％jgd10、8％膨润土的混合液。强化浸渍工艺包括：按照比例配制混合液，搅拌45分钟后，打入浸渍池，然后将单元逐一浸渍，完成后晾置30分钟以上，放入烘干炉进行烘干处理，耗时40分钟。
步骤三：将制作好的单元进行催化剂活性粉末溶液浸渍，浸渍液为35％催化剂粉末、5％硅溶胶、26％甲醇、20％水、8％分散剂、6％jgd10的混合液。活性粉末浸渍工艺包括：按照比例配制催化剂粉末溶液，搅拌45分钟，至浸渍池中，将单元逐一进行浸渍，完成后至平台晾置1小时以上待烧。
步骤四：将浸渍好的单元在烧结炉煅烧5个小时，后进行边缘硬化处理，边缘硬化尺寸依据产品尺寸而定，其中硬化液配比为60％硅溶胶、40％催化剂粉末的混合液。烧结工艺包括：干燥，耗时100分钟，干燥条件满足：从环境温度上升到240℃；煅烧，总耗时200分钟，煅烧条件满足从240℃上升至250℃，耗时30分钟，此温度250℃下，保温10分钟，然后煅烧温度每升高25℃，耗时30分钟，并保温10分钟，直至温度升高至350℃。
实施例2
本实施例的燃气机组用波纹式scr脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：选用一定规格玻璃纤维薄毡作为骨架材料，将其通过成型工艺制造成波纹板，再和一定尺寸的平板叠装成单元，其中成型所用成型液的配比以质量百分比计，由80％甲醇、16％硅溶胶、4％水组成的混合液。
成型工艺包括：首先，配制一定比例的成型液待用；其次，设置好成型机烘干炉及成型辊的温度，待温度达到设定值上料，设定温度为烘干炉一段120℃，二段200℃，成型上辊300℃，成型下辊180℃；再次，将玻璃纤维毡样品先浸渍在成型液中，经烘干炉后喂入成型对压辊，经300℃高温加热成型为波纹状；最后，经裁断机裁成一定尺寸长度的波纹板。然后裁取同样尺寸的平板进行单元装配，装配形式如图1所示叠加成单元。
步骤二：将制作好的单元进行粘结剂一次浸渍液强化浸渍，以质量百分比计，浸渍液为80％硅溶胶、15％jgd10、5％膨润土的混合液。强化浸渍工艺包括：按照比例配制混合液，搅拌45分钟后，打入浸渍池，然后将单元逐一浸渍，完成后晾置30分钟以上，放入烘干炉进行烘干处理，耗时40分钟。
步骤三：将制作好的单元进行催化剂活性粉末溶液浸渍，浸渍液为45％催化剂粉末、1％硅溶胶、25％甲醇、23％水、2％分散剂、4％jgd10的混合液。活性粉末浸渍工艺包括：按照比例配制催化剂粉末溶液，搅拌45分钟，至浸渍池中，将单元逐一进行浸渍，完成后至平台晾置1小时以上待烧。
步骤四：将浸渍好的单元在烧结炉煅烧5个小时，后进行边缘硬化处理，边缘硬化尺寸依据产品尺寸而定，其中硬化液配比为80％硅溶胶、20％催化剂粉末的混合液。烧结工艺包括：干燥，耗时100分钟，干燥条件满足：从环境温度上升到240℃；煅烧，总耗时200分钟，煅烧条件满足从240℃上升至250℃，耗时30分钟，此温度250℃下，保温10分钟，然后煅烧温度每升高25℃，耗时30分钟，并保温10分钟，直至温度升高至350℃。
综上所述，本发明设计与优化可生产具有一定规格尺寸的波纹成型工艺，组装成单元，设计开发强化玻璃纤维基材的浸渍工艺配比及浸渍方式，然后经设计活性粉末浸渍、烧结和边缘硬化工艺配比及实现方式，完成产品性能测试和评价。