可再生的SCR催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种可再生的SCR催化剂的制备方法。包括如下步骤：取Ti粉、W粉、V粉，并按质量百分比为(70‑80)：(10‑20)：(5‑10)混合；加入占总重量10‑20％的中温造孔剂和占总重量5‑10％的高温造孔剂；将混合物制成蜂窝状的载体坯料；将载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺；在真空状态下随炉降温，待温度降低至450‑500℃时，向炉内通入空气，使载体坯料的表面生成氧化膜；在450‑500℃的真空状态下保温60‑120min，得到可再生的SCR催化剂。本发明专利技术提供的可再生的SCR催化剂的制备方法，制备得到的催化剂具有抗压强度高、孔隙率大、可再生的优点。本发明专利技术还提供一种通过该制备方法制备得到的可再生的SCR催化剂。

Renewable SCR catalyst and process for producing the same

The invention discloses a method for preparing a renewable SCR catalyst. Includes the following steps: Ti powder, W powder, V powder, and according to the mass percentage (70 (80): 10 20 (5): 10) mixed; medium temperature adding the total weight of 10 20% pore forming agent and the total weight of the high temperature of 5 10% pore forming agent; the mixture is made into honeycomb carrier blank; the carrier billet in the vacuum calcining furnace in low temperature, medium temperature, high temperature roasting stage heat preservation technology; under the vacuum state with the furnace cooling, when the temperature is reduced to 450 500 DEG C, the air is fed into the furnace, the oxide film formed on the surface of the carrier blank in a vacuum; 450 500 C 60 insulation 120min, SCR renewable catalyst. The preparation method of the renewable SCR catalyst provided by the invention has the advantages of high compressive strength, large porosity and renewable. The invention also provides a renewable SCR catalyst prepared by the preparation method.

【技术实现步骤摘要】
可再生的SCR催化剂及其制备方法
本专利技术涉及材料
，具体涉及一种可再生的SCR催化剂及其制备方法。
技术介绍
选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction，SCR)的原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在290-400℃下有选择的将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3与O2的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。催化剂是整个SCR系统的关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NOx脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。相关技术中，SCR催化剂的活性成分为V2O5，载体为锐钛矿型的TiO2，WO3或MoO3作助催剂。SCR催化剂成分及比例，根据烟气中成分含量以及脱硝性能保证值的不同而不同。其中，催化剂载体主要起到支撑、分散、稳定活性成分的作用，其结构主要为蜂窝状结构，具有比表面积大、活性高、载体本身即为催化剂的特性，具有较好的应用前景。然而，相关技术中的蜂窝状催化剂，主要活性成分V2O5、WO3或MoO3都是通过物理或化学吸附在催化剂载体表面，经过长时间的催化反应、烟气冲刷后，催化剂活性成分比例会越来越低，所以催化剂一般1到2年后需进行催化剂再生；且具有机械强度低、抗冲刷磨损能力低的缺点，会影响催化剂的应用效果。因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述技术问题，提供一种可再生的SCR催化剂的制备方法，制备得到的催化剂具有抗压强度高、孔隙率大、可再生的优点。本专利技术的技术方案是：一种可再生的SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Ti粉、粒径为10-50μm的W粉，粒径为10-50μm的V粉，并按质量百分比Ti粉：W粉：V粉＝(70-80)：(10-20)：(5-10)混合；步骤S2：加入占总重量10-20％的中温造孔剂和占总重量5-10％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Ti粉、W粉、V粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；步骤S3：将混合物制成蜂窝状的载体坯料；步骤S4：将成型后的载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30～60min；从105℃到500℃，升温速度5～10℃/min，保温温度500℃下60～120min；从500℃到1000℃，升温速度2～5℃/min，在1000℃保温60～120min；步骤S5：在真空状态下随炉降温，待温度降低至450-500℃时，将真空状态转换为向炉内通入空气，使载体坯料的表面生成氧化膜；步骤S6：氧化烧结工艺后，在450-500℃的真空状态下保温60-120min，得到可再生的SCR催化剂。优选的，所述真空煅烧炉内的真空度为1.0×10-2Pa-1.0×10-1Pa。优选的，所述步骤S2中，所述中温造孔剂为PEG200、PEG400、AEO-3、甘油中的一种或两种。优选的，所述高温造孔剂为纳米碳酸钙粉末，其粒径为50-100nm。优选的，所述步骤S5中，所述氧化膜的厚度通过空气通入时间控制，其为20-60μm。本专利技术提供一种可再生的SCR催化剂，由所述可再生的SCR催化剂的制备方法制备得到。优选的，所述可再生的SCR催化剂的制备方法的孔隙率为60-80％，孔径为50-100μm。优选的，所述可再生的SCR催化剂的制备方法在300℃的抗压强度大于8MPa，在400℃的抗压强度大于4MPa。与相关技术相比，本专利技术提供的可再生的SCR催化剂及其制备方法，具有如下有益效果：一、本专利技术以Ti、W、V为主要原料，且加入中、高温不同分解温度的造孔剂，通过调整各原料成分间的配比以及加工工艺中的参数，使制备得到的催化剂既具有良好的抗压强度和耐冲刷性能，表现为在300℃的抗压强度大于8MPa，在400℃的抗压强度大于4MPa，同时还具有较大的孔隙率，其表现为孔隙率为60-80％，孔径为50-100μm，因其比表面积大，从而可提高催化剂的性能。二、通过本专利技术提供的制备方法，制备得到的催化剂表面具有一层氧化膜，该氧化膜的主要成分为Ti、W、V三种元素的氧化物，特别是SCR催化剂的活性成分的V2O5、WO3。在使用过程中，由于催化反应、烟气冲刷、吹灰等各种原因造成表面催化剂活性成分V2O5、WO3减薄或脱落后，在高温烟气中氧气的氧化作用下，V、W金属会重新生成活性成分V2O5、WO3，且生成比例完全等同于原设计比例，使所述SCR催化剂为可再生催化剂，从而降低了其使用成本。三、本专利技术制备得到的可再生的SCR催化剂，表面氧化膜的厚度可通过空气的通入时间控制在20-60μm，进一步提高所述可再生的SCR催化剂的性能。四、本专利技术制备得到的可再生的SCR催化剂具有耐高温的特点，可达500℃，能耐酸碱腐蚀，使用寿命长。【具体实施方式】下面将通过具体实施方式对本专利技术作进一步说明。实施例一一种可再生的SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Ti粉、粒径为10-50μm的W粉，粒径为10-50μm的V粉，并按质量百分比计算，加入Ti粉70％、W粉20％、V粉10％，并混合均匀；步骤S2：加入占总重量10％的中温造孔剂和占总重量5％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Ti粉、W粉、V粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；具体的，中温造孔剂为PEG200、PEG400、AEO-3、甘油中的一种或两种，用于高温造孔剂为纳米碳酸钙粉末，其粒径为50-100nm。步骤S3：将混合物制成蜂窝状的载体坯料；步骤S4：将成型后的载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30min；从105℃到500℃，升温速度8℃/min，保温温度500℃下120min；从500℃到1000℃，升温速度2℃/min，在1000℃保温100min；所述真空煅烧炉内的真空度为1.0×10-2Pa；步骤S5：在真空状态下随炉降温，待温度降低至450-500℃时，将真空状态转换为向炉内通入空气，使载体坯料的表面生成氧化膜；具体的，控制空气通入时间为5-10min，使生成的氧化膜厚度为20-60μm步骤S6：氧化烧结工艺后，在450-500℃的真空状态下保温60min，得到可再生的SCR催化剂，其中真空度为1.0×10-2Pa。经检测，所述可再生的SCR催化剂的孔隙率为72％，孔径为50-100μm；将所述可再生的SCR催化剂在不同温度条件下进行抗压强度测试，测试结果为：在300℃的抗压强度达8.7MPa，在400℃的抗压强度达4.4MPa。将所述可再生的SCR催化剂应用于脱硝试验，具体试验方法及结果如下：模拟烟气在催化剂中的反应温度设置在350℃，因为此温度为现有燃煤锅炉SCR反应温度区间内。脱硝试验中，反应气体组成为：750ppmNO，900ppmNH3，5％O2，750ppmSO2，N2作为平衡气，气体流量为1.5L/min。NO的脱除效率为95.5％。实施例二一种可再生的SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Ti粉、粒径为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可再生的SCR催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10‑50μm的Ti粉、粒径为10‑50μm的W粉，粒径为10‑50μm的V粉，并按质量百分比Ti粉：W粉：V粉＝(70‑80)：(10‑20)：(5‑10)混合；步骤S2：加入占总重量10‑20％的中温造孔剂和占总重量5‑10％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Ti粉、W粉、V粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；步骤S3：将混合物制成蜂窝状的载体坯料；步骤S4：将成型后的载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30～60min；从105℃到500℃，升温速度5～10℃/min，保温温度500℃下60～120min；从500℃到1000℃，升温速度2～5℃/min，在1000℃保温60～120min；步骤S5：在真空状态下随炉降温，待温度降低至450‑500℃时，将真空状态转换为向炉内通入空气，使载体坯料的表面生成氧化膜；步骤S6：氧化烧结工艺后，在450‑500℃的真空状态下保温60‑120min，得到可再生的SCR催化剂。...

【技术特征摘要】
1.一种可再生的SCR催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：取粒径为10-50μm的Ti粉、粒径为10-50μm的W粉，粒径为10-50μm的V粉，并按质量百分比Ti粉：W粉：V粉＝(70-80)：(10-20)：(5-10)混合；步骤S2：加入占总重量10-20％的中温造孔剂和占总重量5-10％的高温造孔剂，并混合均匀；其中总重量为Ti粉、W粉、V粉、中温造孔剂和高温造孔剂的质量和；步骤S3：将混合物制成蜂窝状的载体坯料；步骤S4：将成型后的载体坯料在真空煅烧炉内依次进行低温、中温、高温阶段焙烧保温工艺：从常温到105℃，升温速度5℃/min，并在105℃保温30～60min；从105℃到500℃，升温速度5～10℃/min，保温温度500℃下60～120min；从500℃到1000℃，升温速度2～5℃/min，在1000℃保温60～120min；步骤S5：在真空状态下随炉降温，待温度降低至450-500℃时，将真空状态转换为向炉内通入空气，使载体坯料的表面生成氧化膜；步骤S6：氧化烧结工艺后，在450-500℃的真空状态下保温60-120min，得到可再生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李启云，黄书芳，刘富强，
申请(专利权)人：湖南云平环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43