一種耐高溫、抗磨損蜂窩式脫除NOx催化劑的製備方法

2023-06-03 05:43:56

一種耐高溫、抗磨損蜂窩式脫除NOx催化劑的製備方法
【專利摘要】本發明涉及到脫硝催化劑領域，是一種耐高溫、抗磨損蜂窩式脫除NOx催化劑的製備方法。其特徵是所述的製備方法包含如下步驟：將稱取好的TiO2粉體、SiO2、偏鎢酸銨以及偏釩酸銨、硬脂酸放入混料機中，進行攪拌，攪拌過程中加入氨水和水，使其物料的PH值大於7；用真空擠出機將上述物料擠出截面積為150mm×150mm，孔數為18×18，長度為1000mm的蜂窩式胚體，將胚體在溫度30~70℃、溼度20~100%的條件下進行乾燥7~15天，將乾燥好的胚體在250~300℃條件下煅燒8~15小時，然後在380~420℃條件下煅燒5~10小時。由於採用了本技術方案，催化劑機械強度高，可以在較高的壓力下運行；加一定量的活性組分和助劑，從而催化劑的具有耐高溫、活性高、二氧化硫氧化率低等性能。
【專利說明】一種耐高溫、抗磨損蜂窩式脫除NOx催化劑的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到脫硝催化劑領域，是一種耐高溫、抗磨損蜂窩式脫除NOx催化劑的製備方法。
【背景技術】
[0002]我國火電廠NOx產生量約佔全國總排放量的50%，氮氧化物(NOx)是大氣中形成酸雨及光化學煙霧的主要成因，嚴重危害自然環境和人類健康。2011年9月21日環保部發布了《火電廠大氣汙染物排放標準》，國內氮氧化物的排放濃度限值統一確定為100mg/m3，新建機組執行時間從2012年起，老機組執行時間從2014年7月起，此排放濃度限值要求針對全國所有地區。當前，國際上煙氣脫硝的主流技術是選擇性催化還原SCR技術，其核心是SCR催化劑。
[0003]早在上世紀70年代，發達國家如日本、德國、美國等就開始根據本國的排放水平、煤質特點、鍋爐類型等情況，開發出了一系列的SCR催化劑。目前，我國許多科研單位或個人借鑑國外的經驗，針對中國燃煤煤質複雜，燃燒後鍋爐煙氣條件非常差(例如煙氣溫度區間280°C ^450°C，國內燃煤含塵量高達50-60g/Nm3等)等狀況，進行催化劑的研究，並開發了一系列脫硝催化劑。
[0004]然而，當前以TiO2等成分為主的氮氧化物脫除催化劑具有機械強度低、抗磨損強度差、不耐高溫等缺點，導致催化劑在運行過程中出現過度磨損、粉化等現象，影響到火電廠機組的正常運行。因此開發一種適合中國特定煙氣條件下運行的催化劑的將是催化劑製作的一個重大突破。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種耐高溫、抗高塵煙氣中氮氧化物選擇性催化還原蜂窩式催化劑的製備方法，該催化劑主要以納米TiO2為主要成分，添加一定的助劑和成孔劑以及活性組分，從而使該催化劑具有雙峰孔分布結構、機械強度高、抗磨損強度強、耐高溫、活性高、二氧化硫氧化率低等優點。
[0006]本發明的技術方案是:一種耐高溫、抗磨損蜂窩式脫除NOx催化劑的製備方法，其特徵是所述的製備方法包含如下步驟:將稱取好的的TiO2粉體、SiO2、偏鎢酸銨以及偏釩酸銨、硬脂酸放入混料機中，進行攪拌，攪拌過程中加入氨水和水，使其物料的PH值大於7 ;加入玻璃纖維、羧甲基纖維素、聚氧化乙烯、田菁粉，用混料機進行混合，最終混合出適合擠出成型的物料；用 真空擠出機將上述物料擠出截面積為150mmX 150mm，孔數為18X18，長度為1000mm的蜂窩式胚體，將胚體在溫度30~70°C、溼度20~l00%的條件下進行乾燥7~15天，將乾燥好的胚體在250~300°C條件下煅燒8~15小時，然後在380~420°C條件下煅燒5~10小時，最後在580~620°C條件下煅燒8~12小時，從而得到在耐高溫、抗磨損的催化劑產品。
[0007]催化劑主要原材料是由Ti02、SiO2, WO3, V2O5等組成，以催化劑的重量為基準，其主要成分為TiO2含量為68~92.8%，SiO2含量為3%_10%，玻璃纖維含量為2%_10%，WO3含量為29TlO%，V2O5含量為0.29T2% ;其他材料為輔料，重量為微量。
[0008]由於採用了上述技術方案，催化劑機械強度高，可以在較高的壓力下運行；抗磨損強度強，可以在不同的煙氣條件下運行，從而提高催化劑的使用壽命；具有優良的孔結構和比表面；穩定性強，可適合在不同的煙氣溫度條件下運行；加一定量的活性組分和助劑，從而催化劑的具有耐高溫、活性高、二氧化硫氧化率低等性能。
【具體實施方式】
[0009]下面結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0010]實施例1
1、將稱取好的IOKg的TiO2粉體、800g的Si02、0.8Kg的偏鎢酸銨以及85g的偏釩酸銨、50g的硬脂酸放入混料機中，進行攪拌；攪拌過程中加入氨水和水，使其物料的PH值大於7o[0011]2、加入1.0Kg玻璃纖維、20g羧甲基纖維素、30g聚氧化乙烯、20g田菁粉，用混料機進行混合3~5h，最終混合出適合擠出成型的物料。
[0012]3、用真空擠出機將上述物料擠出截面積為150mmX150mm，孔數為15X15，長度為1000mm的蜂窩式胚體；
4、將胚體在溫度3(T70°C、溼度20~100%的條件下進行乾燥7~15天；
5、將乾燥好的胚體在25(T30(TC條件下煅燒8~15小時，然後在38(T420°C條件下煅燒5~10小時，最後在58(T620°C條件下煅燒8~12小時，從而得到合適的催化劑。
[0013]使用實施例1的催化劑，進行測試實驗:
(1)抗壓強度檢測
分別截取兩塊150_X 150 mmX 150 mm的試塊,用壓力試驗機測試軸向和橫向抗壓強度(壓力機的量程為300KN，加壓速率250N/S)。測定後的軸向抗壓強度為300 N/cm2，徑向抗壓強度為198.3 N/cm2
(2)磨損強度檢測
截取外形尺寸均為70mmX70mmX70mm的模塊,置於磨損試驗裝置中；將含有磨損劑(石英砂粒徑400~500um)的空氣(含塵量50g/m3)以14.5±1 m/s流速通過樣品，運行3h後，將樣品取出計算產品的磨損強度。
[0014](3)性能檢測
從蜂窩式催化劑上切下3 X 3孔，長度為300mm的實驗試樣，將其填充至反應器中，在下列條件下測定脫硝效率和SO2氧化率。
[0015]實驗條件:
催化劑型式=3X3孔，長度300mm ；
反應溫度:380°C, SV=IO,OOOhr^1 ；
氣體組成:N0x=180ppm, NH3=180ppm ；
SO2=5OOppm, 02=2%, H20=10%, N2=餘量；
測定後的脫硝效率為69.99%，SO2氧化率為0.82%。
【權利要求】
1.一種耐高溫、抗磨損蜂窩式脫除NOx催化劑的製備方法，其特徵是所述的製備方法包含如下步驟:將稱取好的的TiO2粉體、SiO2、偏鎢酸銨以及偏釩酸銨、硬脂酸放入混料機中，進行攪拌，攪拌過程中加入氨水和水，使其物料的PH值大於7;加入玻璃纖維、羧甲基纖維素、聚氧化乙烯、田菁粉，用混料機進行混合，最終混合出適合擠出成型的物料；用真空擠出機將上述物料擠出截面積為150mmX 150mm，孔數為18X18，長度為1000mm的蜂窩式胚體，將胚體在溫度3(T70°C、溼度20-100%的條件下進行乾燥7~15天，將乾燥好的胚體在25(T300°C條件下煅燒8~15小時，然後在38(T420°C條件下煅燒5~10小時，最後在58(T620°C條件下煅燒8~12小時，從而得到在耐高溫、抗磨損的催化劑產品。
2.根據權利要求1所述的一種耐高溫、抗磨損蜂窩式脫除NOx催化劑的製備方法，其特徵是催化劑主要原材料是由Ti02、SiO2, W03、V2O5等組成，以催化劑的重量為基準，其主要成分為TiO2含量為68~92.8%，SiO2含量為3%_10%，玻璃纖維含量為2%_10%，WO3含量為29TlO%，V2O5含量為0.2%~2% ;其他材料`為輔料，重量為微量。
【文檔編號】B01D53/86GK103691424SQ201310624050
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月1日 優先權日:2013年12月1日
【發明者】胡中光, 周剛, 王立鴻 申請人:湖北廣淨環保催化劑有限公司