脱硝蜂窝蓄热体及其制备方法技术

技术编号:14855890 阅读:73 留言:0更新日期:2017-03-18 23:04
本发明专利技术公开了一种脱硝蜂窝蓄热体及其制备方法。该脱硝蜂窝蓄热体包括:无机粉料、脱硝催化剂和添加剂。该脱硝蜂窝蓄热体兼具脱硝和蓄热的功能,硬度高(轴向机械强度可达2.5MPa以上),且脱硝蜂窝蓄热体的脱硝活性可高达96%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于蜂窝蓄热体领域,具体而言,本专利技术涉及脱硝蜂窝蓄热体及其制备方法
技术介绍
随着我国经济的快速发展,天然气、石油和煤等化石燃料得到更加广泛的应用,使得酸雨、臭氧层破坏、温室效应等环境问题日益严峻。我国的能源结构以煤炭为主,这种能源结构决定了我国的氮氧化物和硫氧化物排放量一直处于居高不下的状况。大量氮氧化物和硫氧化物污染性气体的排放,使得环境问题日益严峻,不仅严重影响我国人民的生产生活,而且不利于我国经济的可持续发展。因此,环境问题得到了国家越来越多的关注。人类活动排放的NOx90%以上来自燃料燃烧过程。各种工业炉窑、民用炉灶、机动车及其他内燃机中的燃料高温燃烧时,燃料中的含氮物质氧化生成NOx,参与燃烧的空气中的N2和O2也会生成NOx。从能源结构来看,我国的一次能源和发电能源构成中,煤占据了绝对的主导地位。并且我国80%以上的煤是直接燃烧的,特别是用于电站、工业锅炉及民用锅炉中。因此,相当长的时期内,烟气中的NOx排放是导致我国大气NOx污染的一个主要因素,如何减少固定源排放的NOx是大气环境治理的一个重要课题。因此,如何有效减少烟气中的NOx污染排放的问题亟待解决。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本专利技术的一个目的在于提出一种脱硝蜂窝蓄热体及其制备方法。该脱硝蜂窝蓄热体兼具脱硝和蓄热的功能,硬度高(轴向机械强度可高达2.5MPa以上),且脱硝蜂窝蓄热体的脱硝活性可高达96%。为此,在本专利技术的一个方面,本专利技术提出了一种脱硝蜂窝蓄热体。根据本专利技术的实施例,所述脱硝蜂窝蓄热体包括:无机粉料、脱硝催化剂和添加剂。由此,该脱硝蜂窝蓄热体兼具脱硝和蓄热的功能,硬度高(轴向机械强度可高达2.5MPa以上),且脱硝蜂窝蓄热体的脱硝活性可高达96%,同时无需单独设置蓄热体和脱硝催化剂,能节省布置空间,节约成本,并且通过蓄热体的蓄热作用,根据需要进行布置,可以使蓄热体内的催化剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应,脱硝效率高,减排效果显著。另外,根据本专利技术上述实施例的脱硝蜂窝蓄热体还可以具有如下附加的技术特征:在本专利技术的一些实施例中,所述脱硝蜂窝蓄热体包括:50~100重量份的所述无机粉料;5~40重量份的所述脱硝催化剂;以及1~10重量份的所述添加剂。由此,有利于提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,所述无机粉料包括:20~50重量份的焦宝石;15~40重量份的堇青石;6~20重量份的高岭土;以及15~30重量份的石英。由此,可以进一步提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,所述脱硝催化剂包括:10~60重量份的TiO2-Al2O3复合氧化物载体;10~50重量份的活性炭主活性成分;5~20重量份的V2O5-WO3复合氧化物辅助活性成分;以及0.1~20重量份的助剂,其中,所述助剂为铁和镧。由此,可以进一步提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,所述TiO2-Al2O3复合氧化物载体中Ti与Al元素的摩尔比为1:(0.01~2)。由此,可以进一步提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,所述V2O5-WO3复合氧化物辅助活性组分中V与W元素的摩尔比为1:(0.1~5)。由此,可以进一步提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,所述助剂中铁和镧的质量分别独立地为所述脱硝蜂窝蓄热体总质量的0.1~10%。由此,可以进一步提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,所述添加剂包括:1~10重量份的搪瓷;1~5重量份的粘结剂、润滑剂以及增塑保湿剂。由此,可以进一步提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,所述粘结剂为甲基纤维素。由此,可以进一步提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,所述润滑剂和增塑保湿剂均为甘油。由此,可以进一步提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的再一个方面,本专利技术提出了一种制备上述脱硝蜂窝蓄热体的方法。根据本专利技术的实施例,该方法包括:(1)将无机粉料、添加剂与水进行混合捏合炼制,以便得到泥料;(2)将所述泥料进行陈腐、真空精炼和真空挤制,以便得到蜂窝体胚料;(3)将所述蜂窝体胚料进行定型、干燥和烧制,以便得到蓄热体胚体;(4)将钛源溶液、铝源溶液与氨水进行共沉淀,以便得到含有氢氧化钛和氢氧化铝的沉淀混合物,并将活性炭与所述含有氢氧化钛和氢氧化铝的沉淀混合物进行混合;(5)将偏钨酸铵、偏钒酸铵试剂溶解于草酸中;(6)将氯化铁和氯化镧与步骤(5)所得溶液进行混合,以便得到含有钨、钒、铁、镧的混合溶液;(7)将所述蓄热体胚体进行酸化处理后浸渍于步骤(4)所得到的含有活性炭的沉淀混合物中;(8)将步骤(7)中得到的蓄热体进行干燥和焙烧处理;(9)将步骤(8)得到的固体浸渍入等体积的所述含有钨、钒、铁、镧的混合溶液中,并且进行干燥和焙烧处理,以便得到脱硝蜂窝蓄热体。由此,根据本专利技术提出的制备脱硝蜂窝蓄热体的方法通过采用蜂窝体状的脱硝催化剂,可使得脱硝催化剂的比表面积相较于其他形状(如球状、圆柱体状等)的大,有利于增大脱硝催化剂与反应介质的接触面积,从而提高脱硝反应的效率。当脱硝催化剂为蜂窝体状时,脱硝催化剂的比表面积在320m2/m3以上,机械强度大于2.5MPa,还原氮氧化物的催化活性可高达96%。脱硝催化剂以TiO2-Al2O3复合氧化物为载体,以活性炭为主要活性成分,V2O5-WO3为辅助活性成分,且掺入稀土元素镧(La)作为助剂,其中,活性炭具有非常发达的空隙结构和巨大的比表面积,因而具有很强的吸附性,同时,因活性炭表面含有多元含氧官能团,能优先吸附烟气中的SO2和水蒸气,将之氧化并生成H2SO4,由此,在脱硝催化剂中加入活性炭既不影响脱硝催化剂的活性,还能显著增强脱硝催化剂的抗SO2和抗水蒸气中毒性能。通过在脱硝蜂窝蓄热体中加入铁和镧,能够显著提高脱硝催化剂的低温活性。通过将脱硝催化剂负载于脱硝蜂窝蓄热体上,使脱硝蜂窝蓄热体兼具蓄热和脱硝的功能,从而无需单独设置蓄热体和脱硝催化剂,如此可节省布置空间,节约成本。通过脱硝蜂窝蓄热体的蓄热作用,根据需要进行布置,可以使脱硝蜂窝蓄热体内的脱硝催化剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应,脱硝效率高,减排效果显著。另外,根据本专利技术上述实施例的制备脱硝蜂窝蓄热体的方法还可以具有如下附加的技术特征:在本专利技术的一些实施例中,在步骤(2)中,所述陈腐的温度为15~25摄氏度,时间为24~48小时。由此,可以显著提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,在步骤(3)中,所述烧制的温度为1200~1400摄氏度。由此,可以显著提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,在步骤(4)中,含有钛源溶液、铝源溶液与氨水的混合液的pH为9~11。由此,可以显著提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,在步骤(5)中,含有偏钨酸铵、偏钒酸铵试剂和草酸的混合液的pH为5~7。由此,可以显著提高脱硝蜂窝蓄热体脱硝和蓄热性能。在本专利技术的一些实施例中,在步骤(7)中,所述浸渍的温度为35~60摄氏度,时间为8~15h。由此,可以显著提高脱硝蜂窝本文档来自技高网...
脱硝蜂窝蓄热体及其制备方法

【技术保护点】
一种脱硝蜂窝蓄热体,其特征在于,包括:无机粉料、脱硝催化剂和添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种脱硝蜂窝蓄热体,其特征在于,包括:无机粉料、脱硝催化剂和添加剂。2.根据权利要求1所述的脱硝蜂窝蓄热体,其特征在于,包括:50~100重量份的所述无机粉料;5~40重量份的所述脱硝催化剂;以及1~10重量份的所述添加剂。3.根据权利要求1或2所述的脱硝蜂窝蓄热体,其特征在于,所述无机粉料包括:20~50重量份的焦宝石;15~40重量份的堇青石;6~20重量份的高岭土;以及15~30重量份的石英。4.根据权利要求1-3中任一项所述的脱硝蜂窝蓄热体,其特征在于,所述脱硝催化剂包括:10~60重量份的TiO2-Al2O3复合氧化物载体;10~50重量份的活性炭主活性成分;5~20重量份的V2O5-WO3复合氧化物辅助活性成分;以及0.1~20重量份的助剂,其中,所述助剂为铁和镧。5.根据权利要求4所述的脱硝蜂窝蓄热体,其特征在于,所述TiO2-Al2O3复合氧化物载体中Ti与Al元素的摩尔比为1:(0.01~2);任选的,所述V2O5-WO3复合氧化物辅助活性组分中V与W元素的摩尔比为1:(0.1~5);任选的,所述助剂中铁和镧的质量分别独立地为所述脱硝蜂窝蓄热体总质量的0.1~10%。6.根据权利要求1-5中任一项所述的脱硝蜂窝蓄热体,其特征在于,所述添加剂包括:1~10重量份的搪瓷;1~5重量份的粘结剂、润滑剂以及增塑保湿剂。7.根据权利要求6所述的脱硝蜂窝蓄热体,其特征在于,所述粘结剂为甲基纤维素;任选的,所述润滑剂和增塑保湿剂均为甘油。8.一种制备权利要求1-7中任一项所述的脱硝蜂窝蓄热体的方法,其特征在于,包括:(1)将无机粉料、添加剂与水进行混合捏合炼制,以便得到泥料;(2)将所述泥料进行陈腐、真空精炼和真空挤制,以便得到蜂...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴道洪宋敏洁杨玉地郭科宏石为华
申请(专利权)人:北京神雾环境能源科技集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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