蜂窩狀脫硝脫汞催化劑的混煉工藝的製作方法

2023-04-30 23:24:01 3

本發明涉及燃煤電廠脫硝脫汞技術，尤其涉及脫硝脫汞催化劑的混煉工藝。

背景技術：

正常蜂窩狀脫硝脫汞工藝包括混煉、陳腐、過濾、一次乾燥、二乾乾燥、煅燒等，而常規的活性組分為銨鹽(仲鎢酸鈉、偏釩酸銨等)，為弱鹼性物質，加入氨水時對乾燥和煅燒沒有影響，但硝酸鹽為強酸性物質，加入氨水後會嚴重腐蝕設備，同時一般工藝中加入硝酸鈰會帶入硝酸根離子，而硝酸根離子在混煉工藝時會與銨根離子反應，生成絡合物，影響物料的性質，容易造成物料鬆散，缺乏粘性，在後期的乾燥、煅燒過程中產生的嚴重起泡、裂紋等問題，即使通過多添加粘結劑(聚氧化乙烯和羧甲基纖維素)來提高塑性，會導致在煅燒階段產生嚴重的氣泡問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題就是提供一種蜂窩狀脫硝脫汞催化劑的混煉工藝，正常生產中加入硝酸鹽而導致的設備腐蝕及蜂窩狀催化劑在乾燥、煅燒過程中產生的嚴重起泡、裂紋問題。

為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：蜂窩狀脫硝脫汞催化劑的混煉工藝，包括前驅體製備和混煉兩個步驟，其中，

前驅體製備包括如下步驟：

(1)將偏鈦酸加入到去離子水中，攪拌均勻，製成漿液a，偏鈦酸和去離子水的重量比例為1:15～20；

(2)將硝酸鈰加入到去離子水中，攪拌均勻，製成溶液b，硝酸鈰和去離子水的重量比例為1:10～20；

(3)將溶液b加入到漿液a中，攪拌均勻，製成混合溶液c，且漿液a和溶液b的重量份比為5～8：1；

(4)向混合溶液c中緩慢加入氨水，同時不停的攪拌，調節ph至8.5～9，穩定後製成懸濁液d；

(5)將懸濁液d離心過濾，得到沉澱物，沉澱物用去離子水清洗，洗去殘留的硝酸根離子，最終得到前驅體；

混煉包括如下步驟：

(1)在混煉機中加入18～21％鈦白粉、2～3％仲鎢酸銨、4.5～5.5％矽粉、0.1～0.15％硬脂酸，低速攪拌均勻後依次加入10～13％前驅體、20～25％去離子水、4～5％氨水和0.5～0.8％乳酸，然後高速攪拌均勻；

(2)加入20～23％鈦白粉、2～2.5％去離子水,高速攪拌均勻，溫度升至80～93℃後穩定15～30min,控制混煉料水分在含量控制在28～30％，ph在8.0～8.5；

(3)打開排氣閥，調至低速攪拌，控制混煉料溫度70～75℃，水分含量控制在27～28％，ph在7.8～8.0；

(4)依次加入3～5％偏釩酸銨溶液、0.3～0.4％木漿棉、4～6％去離子水、3～4％玻璃纖維，高速攪拌均勻；

(5)調至低速攪拌，待溫度降至65～70℃，緩慢加入0.3～0.5％的羧甲基纖維素和0.4～0.6％的聚氧化乙烯，高速攪拌均勻後降至低速攪拌，加入適量的氨水和去離子水，調節溫度至60～65℃，含水量29％～30％，ph為7.8～8.3，最終得到蜂窩狀脫硝脫汞催化劑的混煉料。

作為優選，在前驅體製備過程中，偏鈦酸和去離子水的重量比例為1:18，硝酸鈰和去離子水的重量比例為1:15。

作為優選，在前驅體製備過程中，漿液a和溶液b的重量份比為7：1。

作為優選，混煉步驟(1)中加入18％份鈦白粉、2.3％仲鎢酸銨、5％矽粉、0.12％硬脂酸，11％前驅體、21％去離子水、5％氨水和0.5％乳酸。

作為優選，混煉步驟(2)中加入21％鈦白粉、2％去離子水。

作為優選，混煉步驟(4)中加入4％偏釩酸銨溶液、0.38％木漿棉、5％去離子水、3.8％玻璃纖維。

作為優選，混煉步驟(5)中加入0.4％的羧甲基纖維素和0.5％的聚氧化乙烯。

作為優選，所述低速攪拌的轉速為50～80r/min，所述高速攪拌的轉速為500～600r/min。

本發明採用的技術方案，在前驅體製備步驟中用去離子水清洗除去殘留的硝酸根離子，消除硝酸根離子的影響，避免硝酸根離子在混煉工藝時會與銨根離子反應，同時在混煉過程中調整工藝參數，最終開發出蜂窩狀聯合脫硝脫汞催化劑的混煉工藝，解決加入硝酸鹽而導致的設備腐蝕及蜂窩狀催化劑在乾燥、煅燒過程中產生的嚴重起泡、裂紋問題。

具體實施方式

本發明的蜂窩狀脫硝脫汞催化劑的混煉工藝，包括前驅體製備和混煉兩個步驟，其中，

前驅體製備包括如下步驟：

(1)將偏鈦酸加入到去離子水中，攪拌均勻，製成漿液a，偏鈦酸和去離子水的重量比例為1:15～20；

(2)將硝酸鈰加入到去離子水中，攪拌均勻，製成溶液b，硝酸鈰和去離子水的重量比例為1:10～20；

(3)將溶液b加入到漿液a中，攪拌均勻，製成混合溶液c，且漿液a和溶液b的重量份比為5～8：1；

(4)向混合溶液c中緩慢加入氨水，同時不停的攪拌，調節ph至8.5～9，穩定後製成懸濁液d；

(5)將懸濁液d離心過濾，得到沉澱物，沉澱物用去離子水清洗，洗去殘留的硝酸根離子，最終得到前驅體；

混煉包括如下步驟：

(1)在混煉機中加入18～21％鈦白粉、2～3％仲鎢酸銨、4.5～5.5％矽粉、0.1～0.15％硬脂酸，低速攪拌均勻後依次加入10～13％前驅體、20～25％去離子水、4～5％氨水和0.5～0.8％乳酸，然後高速攪拌均勻；

(2)加入20～23％鈦白粉、2～2.5％去離子水,高速攪拌均勻，溫度升至80～93℃後穩定15～30min,控制混煉料水分在含量控制在28～30％，ph在8.0～8.5；

(3)打開排氣閥，調至低速攪拌，控制混煉料溫度70～75℃，水分含量控制在27～28％，ph在7.8～8.0；

(4)依次加入3～5％偏釩酸銨溶液、0.3～0.4％木漿棉、4～6％去離子水、3～4％玻璃纖維，高速攪拌均勻；

(5)調至低速攪拌，待溫度降至65～70℃，緩慢加入0.3～0.5％的羧甲基纖維素和0.4～0.6％的聚氧化乙烯，高速攪拌均勻後降至低速攪拌，加入適量的氨水和去離子水，調節溫度至60～65℃，含水量29％～30％，ph為7.8～8.3，最終得到蜂窩狀脫硝脫汞催化劑的混煉料。

其中，添加矽粉和玻璃纖維可以提高機械性能(抗壓和磨損)，過少性能不夠，過多會帶入較多的其它元素(如鹼金屬和鹼土金屬)導致催化劑性能下降。硬脂酸作為脫模劑，在擠出時避免黏在模具上，可使得擠出均勻，加入過多會導致太過潤滑，物理性能不夠。羧甲基纖維素和聚氧化乙烯主要提供粘性，使得混煉料有足夠的塑性，在擠出、乾燥、煅燒階段保證蜂窩催化劑有足夠的強度，保持原有的形狀，不宜變形。

在混煉過程中使用的混煉機為r19傾斜式混煉機，低速攪拌的轉速為50～80r/min，高速攪拌的轉速為500～600r/min。前期低速攪拌可使物料初步攪拌均勻，然後高速攪拌，以摩擦升溫並充分攪拌均勻，亦可縮短攪拌周期。

另外，混煉步驟從常溫開始，然後在步驟(2))升至一定溫度，目的是使物料熟化，保持該溫度一段時間是為了造粒。步驟(3))和步驟(5)低速攪拌，目的是使溫度下降，保持內外均勻，同時水分流失速度降低。步驟(5))降低攪拌速度，降溫，目的是防止添加的羧甲基纖維素和聚氧化乙烯在高溫下喪失粘性等物理化學性能。

以下具體說明其實施例1。

實施例1，前驅體製備包括如下步驟：

(1)將偏鈦酸加入到去離子水中，攪拌均勻，製成漿液a，偏鈦酸和去離子水的比例為1:18；

(2)將硝酸鈰加入到去離子水中，攪拌均勻，製成溶液b，硝酸鈰和去離子水的比例為1:15；

(3)將溶液b加入到漿液a中，攪拌均勻，製成混合溶液c，漿液a和溶液b的重量份比為7：1；

(4)向混合溶液c中緩慢加入氨水，同時不停的攪拌，調節ph至8.5～9，穩定後製成懸濁液d；

(5)將懸濁液d離心過濾，得到沉澱物，沉澱物用去離子水清洗，洗去殘留的硝酸根離子，最終得到前驅體；

混煉包括如下步驟：

(1)在混煉機中加入18％份鈦白粉、2.3％仲鎢酸銨、5％矽粉、0.12％硬脂酸，11％前驅體、21％去離子水、5％氨水和0.5％乳酸，然後高速攪拌均勻；

(2)加入21％鈦白粉、2％去離子水,高速攪拌均勻，溫度升至80～93℃後穩定15～30min,控制混煉料水分在含量控制在28～30％，ph在8.0～8.5；

(3)打開排氣閥，調至低速攪拌，控制混煉料溫度70～75℃，水分含量控制在27～28％，ph在7.8～8.0；

(4)依次加入4％偏釩酸銨溶液、0.38％木漿棉、5％去離子水、3.8％玻璃纖維，高速攪拌均勻；

(5)調至低速攪拌，待溫度降至65～70℃，緩慢加入0.4％的羧甲基纖維素和0.5％的聚氧化乙烯，高速攪拌均勻後降至低速攪拌，加入適量的氨水和去離子水，調節溫度至60～65℃，含水量29％～30％，ph為7.8～8.3，最終得到蜂窩狀脫硝脫汞催化劑的混煉料。

以上所述僅為本發明的具體實施例，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何本領域的技術人員在本發明的領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發明專利範圍之中。