低温脱硝催化材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于催化剂技术领域，主要涉及一种蜂窝状Mn-CeAlO2-Mg 2Al4Si5O18低温 脱硝催化材料的制备方法
【背景技术】
[0002] 目前大气污染已经成为十分严重的社会问题，雾霾天气不断加剧，这与工厂排放 的大量污染气体是密不可分的，治理大气污染已经刻不容缓。其中氮氧化物污染作为大气 污染中的重要组成部分会引起酸雨等极端天气，目前治理氮氧化物的主流方法SCR，选择性 催化还原，而SCR中催化材料的投资占到总投资的40%左右，所以脱硝催化材料的研发十 分重要
[0003] 目前市场上的脱硝催化材料以钒钨钛体系为主，钒钨钛体系催化材料比较适应电 厂的烟气条件，烟气温度在300?400°C。而水泥厂等低温窑炉中的氮氧化物治理尚未有合 适的催化材料，水泥厂每年排放的氮氧化物占全部氮氧化物的十分之一左右，排放量十分 巨大，所以研发使用于低温烟气条件150?250°C的催化材料十分迫切，由于钒钨钛体系催 化剂中的钒有毒，其体系催化材料在国外已经禁止使用，所以通过改性钒钨钛体系催化剂 使其具有低温活性不是一个合适的选择，没有市场前景，所以研制无毒无害低温催化材料 刻不容缓。
[0004] 锰铈钛体系催化材料由于具有良好的低温活性成为低温烟气脱硝催化方面合适 的选择，但目前的锰铈钛体系催化材料的研究还仅限于实验室阶段，无法实现工业化生产。 主要原因有锰铈钛体系催化成型性能差，锰铈钛体系中用到的原料大多为硝酸盐，结晶水 多，在干燥烧成阶段，硝酸盐分解，失去结晶水，造成催化材料质量损失大，在20%?30% 左右，干燥烧成收缩量大，在7 %?10 %左右，这就造成锰铈钛体系催化材料十分容易变 形，易开裂强度低，无法满足工业化使用；其次由于在工业化生产中会在催化材料中加入多 种成型助剂，在传统的炼泥、成型、干燥、一次烧成工艺中，由于成型助剂的分解反应和催化 材料的活性物质反应同步进行，容易相互干扰，造成催化材料烧成后脱硝率无法达到要求； 同时降低催化材料的制造成本同样重要，目前市场上生产钒钨钛体系催化材料的企业大都 没有利润，严重影响行业的生产积极性，所以在制造催化过程中合理控制成本十分重要。
【发明内容】
[0005] 针对以上问题本发明通过二次煅烧工艺，使催化材料活性物质的化学反应和催化 材料的质量损失在一次煅烧中完成，二次煅烧时催化材料的失重和收缩很小，不会导致催 化材料的变形和开裂；由于催化材料活性物质和成型助剂反应不相互干扰，不会降低催化 材料的脱硝率；而且通过二次可以降低催化材料总煅烧时间，第一次煅烧只需要使催化材 料具有脱硝活性，所以可以快烧，二次煅烧时由于没有很大的失重和收缩，也可以快烧，t匕 传统的一次煅烧为防止催化材料开裂而缓慢升温相比，二次煅烧工艺降低了总的煅 烧时间，节约了成本，有利于工业化生产。
[0006] 为实现以上目的，本发明采用了以下方案。
[0007] -种蜂窝状Mn-CeztiO2-Mg2Al4Si 5OliJg温脱硝催化材料的制备方法，其特征在于 制备方法由一次煅烧和二次煅烧两步工艺组成
[0008] 一次煅烧
[0009] 在混料器中，加入去离子水，将锐钛矿型纳米级1102和120目Mg Al4Si5O1JA混合 物，Mn(Ac)2 · 4H20和硝酸盐按质量比1 :0. 3?0. 5 :0. 1?0. 2加入到混料器中，1102和 Mg2Al4Si5O18W混合物中110 2和Mg2Al4Si5O18的质量比为1:1，所述硝酸盐为Ce、Fe、Co、Ni、 Gu的硝酸盐的一种或几种；待混料器中的泥料为泥浆状，经过干燥、煅烧450°C 5h后破碎成 为粉末状催化材料。
[0010] 二次煅烧
[0011] 称取一次煅烧后的粉末状催化材料100kg，加入成型助剂3?8kg，加入润滑剂 1?3kg，加入玻璃纤维5?15kg，加入表面活性剂0. 5?2kg，加入粘结剂10?20kg，加入 去离子水4?12kg经过搅拌、过滤预挤出、真空炼泥为均匀圆柱型料坯、陈腐2?3天、挤 出成型、干燥、再次450°C煅烧5h成为蜂窝状催化材料。
[0012] 如上所述的催化材料的横截面尺寸为150X 150mm，孔径为6?12mm，壁厚为 0· 8mm ?2. 2mm〇
[0013] 如上所述的制备方法中，二次煅烧中加入的成型助剂为羟丙基甲基纤维素粘度为 5000 ?20000Pa. s。
[0014] 如上所述的制备方法中，二次煅烧中加入的润滑剂为甘油、豆油、桐油中的一种或 几种。
[0015] 如上所述的制备方法中，二次煅烧中加入的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、季 铵化物、卵磷脂、脂肪酸甘油酯、聚醚多元醇中的一种或几种。
[0016] 如上所述的制备方法中，二次煅烧中加入的粘结剂为硅溶胶其浓度为20 %? 40% wt〇
[0017] 本发明由于采用以上技术方案，所以具有以下优点：
[0018] 1.经过二次煅烧工艺制备的催化材料干燥烧成收缩小，催化材料不易变形形状完 好，不开裂，强度高，适用于工业化应用。
[0019] 2.经过本工艺制备的催化材料具有良好的低温活性，脱硝率在150°C?280°C范 围内达到90%以上。
[0020] 3.本方法总烧成时间短，能耗少，生产周期短，提高了生产效率，降低了成本。
【具体实施方式】：
[0021] 实施例一
[0022] 一次煅烧
[0023] (1) -次煅烧
[0024] 在混料器中，加入去离子水，将锐钛矿型纳米级1102和120目Mg 41私5018的混 合物，Mn (Ac) 2 · 4H20和Ce (NO3) 3 · 6H20按质量比1 :0· 3 :0· 1加入到混料器中，1102和 Mg2Al4Si5O18W混合物中TiO 2和Mg 2Al4Si5018的质量比为1:1，搅拌lh，待混料器中的泥料为 泥浆状，经过干燥、煅烧450°C 5h后破碎成为粉末状催化材料。
[0025] (2)二次煅烧
[0026] 称取一次煅烧后的粉末状催化材料100kg，加入粘度为IOOOOPa. s羟丙基甲基纤 维素3kg，加豆油lkg，加入玻璃纤维5kg，加入脂肪酸甘油酯0. 5kg，加入40% wt硅溶胶 IOkg，加入去离子水12kg经过搅拌、过滤预挤出、真空炼泥为均匀圆柱型料坯、陈腐2天、挤 出成型、干燥，再次450°C煅烧5h成为蜂窝状催化材料。
[0027] 实施例二
[0028] 一次煅烧
[0029] (1) -次煅烧
[0030] 在混料器中，加入去离子水，将