一种平板式脱硝催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于脱硝催化剂领域，尤其涉及一种平板式脱硝催化剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 氮氧化物对环境的污染非常严重，氮氧化物既是硝酸型酸雨的基础，又是形成光 化学烟雾、破坏臭氧层的主要物质之一;氮氧化物还具有很强的毒性，会对人体健康造成极 大损伤。近年来，随着经济的快速发展，氮氧化物污染物的排放量迅速增加，严重污染了生 态环境，已成为全球关注的环境问题。
[0003]通过在火电厂及工业炉窑加装脱硝装置可以对其氮氧化物的排放量进行控制，其 中选择性催化还原法(SCR)脱硝是国际上应用最广泛的、技术最成熟的烟气脱硝技术之一， 其技术核心在于使用了脱硝催化剂，具有反应温度较低、净化率高、运行可靠等优点。平板 式催化剂是这类催化剂中非常重要的一类，具有较高市场份额。
[0004] 脱硝催化剂的机械性能对其使用寿命有很大影响，烟气中的飞灰不断冲刷催化剂 表面可导致催化剂大面积剥落及坍塌，从而大大缩短催化剂寿命。此外，我国即将迎来大规 模的失活脱硝催化剂再生市场，失活脱硝催化剂的再生不但有利于环境保护、节约原材料， 实现资源的循环再利用，而且降低了脱硝成本，同时避免造成资源的严重浪费和环境的二 次污染，国务院在《关于加快发展节能环保产业的意见》中，明确提出了要大力发展脱硝催 化剂再生技术。如果催化剂机械性能不佳，在使用过程中发生严重剥落等现象将无法进行 再生，这一部分催化剂必须作为危险废弃物进行处理，处理成本高且对环境污染严重。
[0005] 因此，提高脱硝催化剂的机械性能有重要意义，一方面有利于延长催化剂的使用 寿命，另一方面，良好的机械性能是失活脱硝催化剂能否进行再生的必要条件。
【发明内容】
[0006] 发明目的:本发明的第一目的是提供一种具有高催化活性和高机械性能的平板式 脱硝成催化剂;本发明的第二目的是提供该催化剂的制备方法。
[0007] 技术方案:本发明的平板式脱硝催化剂，按质量分数计包括如下组分:Ti0275 %~ 90 %、纳米二氧化硅3 %~10 %、纳米硫酸钡2 %~7 %、V2O5O · 5 %~3 · 5 %以及M〇032 %~ 8% ;优选的，TiO2可为83%~88%、纳米二氧化硅可为5 %~9%、纳米硫酸钡可为4%~ 6%、V2〇5可为0.5%~3.5%以及MoO3可为2%~6%。
[0008] 本发明采用纳米二氧化硅，其可均匀地分散在二氧化钛载体骨架间隙，其极高的 表面活性能够提尚催化剂骨架稳定性，进而提尚催化剂初性，进一步说，该纳米^氧化娃的 粒径为20~100nm，比表面积不小于200m 2/g，优选的，其粒径可为30~70nm，本发明采用比 表面积不小于200m2/g的纳米二氧化硅，能够提高提高耐磨强度的同时，有利于保持催化剂 的高比表面积，保持催化剂活性。
[0009] 本发明采用纳米硫酸钡，其不仅能进一步增强催化剂结构的稳定性及强度，而且 可有效降低催化剂表面粗糙度，使得催化剂表面更加平滑，进一步说，该纳米硫酸钡的粒径 为20~200nm，优选可为60~120nm。
[0010] 本发明制备平板式脱硝催化剂的方法包括如下步骤:按质量分数将主要组分二氧 化钛、纳米二氧化硅、纳米硫酸钡、V2O 5的前驱体偏钒酸铵及MoO3的前驱体七钼酸铵与甲基 纤维素以及润滑剂混匀后，加入去离子水和氨水搅拌，制得脱硝催化剂膏料，将该膏料涂 覆、压切、煅烧后，制得平板式脱硝催化剂，其中，甲基纤维素和润滑剂的加入量分别占主要 组分的3~4%和5~6%。
[0011] 本发明在制备中加入润滑剂，其可有效减小平板式脱硝催化剂涂覆时的阻力，提 高涂覆效率，极大地延长涂覆辊轮的寿命，优选的，该润滑剂可为硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸 锌或聚乙烯蜡中的一种或几种。
[0012]进一步说，本发明制得的脱销催化剂膏料的含水量为25~35%，pH为7 · 5~8 · 5，其 有利于膏料涂覆及保证活性成分稳定性;煅烧的时间为7~12h，煅烧过程包括升温区、恒温 区和降温区，其中恒温区的温度在520°C~580°C，如此条件下能够保证催化剂煅烧完全，提 高脱硝催化剂的机械强度。
[0013]有益效果：与现有技术相比，其显著优点为本发明制得的平板式脱硝催化剂具有 高催化活性、高耐磨性能和机械性能;一方面通过加入纳米二氧化娃和纳米硫酸钡，两者协 同作用能够有效增强平板式脱硝催化剂骨架稳定性、降低催化剂表面粗糙度、以及提高催 化剂的高机械性能，并且在配方中加入润滑剂，可有效减小平板式脱硝催化剂涂覆时的阻 力，提高涂覆效率，极大地延长涂覆辊轮的寿命;纳米二氧化硅不仅具有良好的耐磨强度， 而且其流动性高、表面吸附力强以及表面能大，尤其在高温下仍具有高强度、高韧度以及高 稳定性，此外，其可均匀地分散在二氧化钛载体骨架间隙，其极高的表面活性能够提高催化 剂骨架稳定性，进而提高催化剂韧性，减少催化剂在外力作用下导致的开裂及剥落;纳米硫 酸钡具有良好的耐磨性、分散性及热稳定性，其作为一种性能优异的填充材料，不仅能进一 步增强催化剂结构的稳定性及强度，而且可有效降低催化剂表面粗糙度，使得催化剂表面 更加平滑，有效减小飞灰与催化剂间的摩擦力，从而提高催化剂耐磨强度；同时，本发明的 制备方法简单，可操作性强，无需复杂的合成设备，成本低。
【附图说明】
[0014] 图1为不同含量SiO2和BaSO4的平板式脱硝催化剂的耐磨强度测试数据图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
[0016] 实施例1
[0017] 将主要组分二氧化钛、粒径为50nm，比表面积为250m2/的二氧化硅、粒径为50nm的 硫酸钡、V2O5的前驱体偏钒酸铵及MoO3的前驱体七钼酸铵与甲基纤维素以及硬脂酸混合均 匀后，加入去离子水和氨水搅拌，搅拌均匀后得到膏料，其含水量为30%，pH为8.0;将该膏 料经双螺杆挤出机挤成碎块，通过对辊机将块状膏料涂覆在不锈钢网上，压切后，先升温至 520°C，恒温煅烧IOh，再冷却至室温，即制得平板式脱硝催化剂，其中，该脱硝催化剂中的组 分及含量为1^0 289.5%、31023%』&3042%、￥20 51.5%、1〇034%，甲基纤维素和硬脂酸的加 入量分别占催化剂组分（二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米硫酸钡、V 2O5及MoO3)含量的3 %和 5%〇
[0018] 实施例2
[0019] 将主要组分二氧化钛、粒径为50nm，比表面积为250m2/g的二氧化硅、粒径为50nm 的硫酸钡、V2O5的前驱体偏钒酸铵及MoO3的前驱体七钼酸铵与甲基纤维素、硬脂酸以及硬脂 酸钠混合均匀后加入去离子水和氨水搅拌，搅拌均匀后得到膏料，其含水量为25 %，pH为 7.5;将该膏料经双螺杆挤出机挤成碎块，通过对辊机将块状膏料涂覆在不锈钢网上，经压 切后，先升温至580°C，恒温煅烧7h，再冷却至室温，即制得平板式脱硝催化剂，其中，该脱硝 催化剂中的组分及含量为Ti0 287.5%、Si023%、BaS(k4%、V2〇5l .5%以及M〇034%，甲基纤维 素和润滑剂(硬脂酸、硬质酸钠）的加入量分别占催化剂组分(二氧化钛、纳米二氧化硅、纳 米硫酸钡、V 2O5及MoO3)含量的3%和5%。
[0020] 实施例3
[0021] 将主要组分二氧化钛、粒径为50nm，比表面积为250m2/g的二氧化硅、粒径为50nm 的硫酸钡、V2O5的前驱体偏钒酸铵及MoO3的前驱体七钼酸铵与甲基纤维素、硬脂酸钠、硬脂 酸锌以及聚乙烯蜡混合均匀后加入去离子水和氨水搅拌，搅拌均匀后制得膏料，其含水量 为35 %，pH为8.5;将该膏料经双螺杆挤出机挤成碎块，通过对辊机将块状膏料涂覆在不锈 钢网上，经压切后，先升温至580°C，恒温煅烧12h，再冷却至室温，即制