一种蜂窝式脱硝催化剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蜂窝式脱硝催化剂及制备方法，涉及脱硝领域。所述制备方法包括将多种物料与溶剂混合，形成具有可塑性的泥料；其中，所述多种物料包括：作为催化剂活性组分的硫酸亚铁和乙酸锰、用于负载所述活性组分的催化剂载体；将所述泥料成型为蜂窝体坯料；对所述蜂窝体坯料进行干燥；和对干燥后的所述蜂窝体坯料进行煅烧，形成所述脱硝催化剂；其中，所述活性组分与所述催化剂载体的重量比为1:(4～12)。本发明专利技术还提供了采用上述制备方法制备的脱硝催化剂。通过上述制备方法制备的脱硝催化剂具有很高的催化效率。

Honeycomb type denitration catalyst and preparation method thereof

The invention discloses a honeycomb denitration catalyst and a preparation method thereof, relating to the field of denitration. The preparation method comprises mixing a plurality of materials with a solvent to form a plasticity mud, wherein the plurality of materials include: ferrous sulfate and manganese acetate as active components of the catalyst, catalyst carrier for loading the active component, forming the mud into a honeycomb billet, and honeycomb billet. The honeycomb body billet after drying is calcined to form the denitrification catalyst, wherein the weight ratio of the active component to the catalyst carrier is 1: (4-12). The invention also provides a denitration catalyst prepared by the above preparation method. The denitration catalyst prepared by the above preparation method has high catalytic efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝式脱硝催化剂及制备方法
本专利技术涉及脱硝领域，特别是涉及一种蜂窝式脱硝催化剂及制备方法。
技术介绍
目前，氮氧化合物NOX是一类重要的大气污染物，是引发酸雨、雾霾、光化学烟雾的重要因素。同时，大气中的氮氧化合物NOX若被吸入人体，则会对人体产生严重的伤害。因此，无论是对人类居住环境还是自身考虑，控制氮氧化合物NOX的排放迫在眉睫。现阶段，选择性催化还原法(Selectivecatalyticreduction，SCR)是一种有效的脱硝方法，其原理是向排放烟气中喷入NH3等还原剂，在催化剂作用下与烟气中的NOX生成无害的N2和H2O。其中，脱硝催化剂的好坏在很大程度上决定了催化效率，而其核心技术在于其原料配方及制备工艺。目前采用的SCR脱硝催化剂基本都是以TiO2为基材，以V2O5为主要活性成分，并加入少量的WO3或MoO3作为助剂以抑制SO2氧化为SO3，改善催化剂的活性、热稳定性及抗中毒性能。其化学寿命一般约为24000h。随着时间的推移其化学寿命到期，将会面临脱硝催化剂的处理问题，由于其主要的活性成分钒是剧毒物质，催化剂固废处理成本较大。同时，也有研究发现，硫酸亚铁FeSO4作为脱硝催化剂活性成分，可以在SCR方法中有效去除氮氧化合物NOX，并且相比于钒钛类催化剂，硫酸亚铁具有廉价、易得、寿命长、可弃置等优点。尽管如上文所述那样已发现硫酸亚铁可以作为SCR脱硝催化剂的活性成分，并且现有技术中已有成熟蜂窝式脱硝催化剂的制备技术，但是本领域技术人员可以理解，这并不能显而易见地得到一种成功的以硫酸亚铁作为活性成分的蜂窝式脱硝催化剂。为了获得这样一种脱硝催化剂，还需要在原料的选择、原料的配比、在制备工艺过程中原料的加入顺序、工艺参数等一个或多个技术难点上进行精心的研究和设计，并进行大量的实验才能实现。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是克服上述的一个或多个技术难点。按照本专利技术的一个方面，提供了一种蜂窝式脱硝催化剂的制备方法，包括：将多种物料与溶剂混合，形成具有可塑性的泥料；其中，所述多种物料包括：作为催化剂活性组分的硫酸亚铁和乙酸锰、用于负载所述活性组分的催化剂载体；将所述泥料成型为蜂窝体坯料；对所述蜂窝体坯料进行干燥；和对干燥后的所述蜂窝体坯料进行煅烧，形成所述脱硝催化剂；其中，所述活性组分与所述催化剂载体的重量比为1:(4～12)。进一步地，所述催化剂载体包括TiO2-ZrO2和分子筛。进一步地，所述活性组分中硫酸亚铁的重量百分比为60-80％。进一步地，所述催化剂载体中TiO2和ZrO2的质量比为1：4。进一步地，所述多种物料还包括助剂。进一步地，所述助剂包括粘合剂、助挤剂和增强剂中的至少一种。进一步地，所述粘合剂包括粘土；所述助挤剂包括甘油或田菁粉；所述增强剂包括玻璃纤维。进一步地，所述将多种物料与溶剂混合，形成具有可塑性的泥料包括：首先将所述活性组分加入所述溶剂中，再加入所述催化剂载体，经充分搅拌后加入所述助剂，最终混合成泥料。进一步地，使用干燥机对所述蜂窝体坯料进行干燥，所述干燥机的升温速度为5℃/天。进一步地，对所述蜂窝体坯料进行干燥时的干燥温度为95-100℃。进一步地，对干燥后的所述蜂窝体坯料进行煅烧时的煅烧温度为450-470℃。按照本专利技术的另一方面，提供了一种蜂窝式脱硝催化剂，其根据前述方法制备而成。本专利技术在原料的选择、原料的配比、在制备工艺过程中原料的加入顺序、工艺参数这几个方面对蜂窝式脱硝催化剂提出了改进手段，提高最终所获得蜂窝式脱硝催化剂的性能和/或成品率。需要注意的是，本专利技术在上述几个方面的改进可以独立地或者联合地使用，以使得蜂窝式脱硝催化剂的工业化应用成为可能。相比于现有的其它类型的蜂窝式脱硝催化剂，本专利技术加入乙酸锰作为活性组分，不仅改善了催化效率，还能够作为造孔剂进一步提高催化剂的活性。同时，1)本专利技术的两种活性组分可以选用廉价原料，大大降低了脱硝催化剂的生产成本；2)本专利技术的选料可以均无毒性，减少了环境影响并降低了废弃催化剂的后处理成本；3)本专利技术的脱硝催化剂不但脱硝效率高，而且抗中毒能力增强，并具有较好的机械性能和热稳定性，工作温度也有了较大的拓宽。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的蜂窝式脱硝催化剂制备方法的流程图；图2是根据本专利技术一个实施例的脱硝催化剂在不同温度下的脱硝效率。具体实施方式以下结合具体实施方式对本专利技术进一步详细说明。物料的选择催化剂活性成分采用硫酸亚铁一种或者硫酸亚铁和乙酸锰的混合物。优选的，当采用硫酸亚铁和乙酸锰的混合物做为催化剂活性成分时，活性组分中硫酸亚铁的重量百分比可以为60-80％。本专利技术通过加入活性成分乙酸锰，一方面使得催化剂表面有酸性，使NH3更好的吸附在催化剂上，同时在催化剂煅烧阶段乙酸锰受热分解为MnOx并释放气体，其中MnOx是催化活性很好的脱硝还原剂，同时释放的气体能起到很好的造孔作用，可改善催化剂的活性。因此，乙酸锰的加入不需额外添加造孔剂，上述这些均有效提高了催化剂的性能。溶剂可以为水。催化剂载体可以采用TiO2-ZrO2复合载体和分子筛，分子筛可以是A型沸石分子筛、X型沸石分子筛、Y型沸石分子筛、ZSM系列分子筛、MFI分子筛、MOR分子筛等等，也可以是其他的适用于硫酸亚铁和乙酸锰的分子筛。在本专利技术一个实施例中，优选催化剂载体中TiO2和ZrO2的质量比为1：4，上述质量比使得催化剂的反应温度窗口上限得到拓宽，并且具备抗SO2中毒的性能。优选地，所述活性组分与所述催化剂载体的重量比可以为1:(4～12)，通过大量实验发现，上述质量比可有效提高脱硝催化剂的催化效率。助剂可以包括粘合剂、助挤剂和增强剂。对于粘和剂，优选采用粘土。对于助挤剂，优选采用甘油或田菁粉等。对于增强剂，优选采用玻璃纤维。图1是根据本专利技术一个实施例的蜂窝式脱硝催化剂制备方法的流程图，如图1所示，所述蜂窝式脱硝催化剂制备方法，其一般性的可以包括如下步骤：S100，将多种物料与溶剂混合，形成具有可塑性的泥料；S200，将所述泥料成型为蜂窝体坯料；S300，对所述蜂窝体坯料进行干燥；S400，对干燥后的所述蜂窝体坯料进行煅烧，形成所述脱硝催化剂。下面将对制备方法进一步做具体详细的说明。混合步骤在混合步骤中，将前述物料和溶剂混合，形成具有可塑性的泥料。所述物料优选为作为活性组分的硫酸亚铁和乙酸锰、催化剂载体TiO2-ZrO2和分子筛、助剂。混合步骤具体为，首先将活性组分加入溶剂中，再加入所述催化剂载体，然后加入粘土、甘油，搅拌后放入捏合机进行充分捏合。当物料在捏合机中基本形成有粘性可塑型的泥料时(捏合机捏合约30～40分钟)，向捏合机中逐步加入玻璃纤维，然后继续捏合直至所有物料充分混合，最终形成均匀的可塑型泥料。通过上述混合方式，可以使得活性组分均匀地承载在分子筛上，可有效提高催化剂的催化性能。成型步骤将混合步骤中形成的泥料送入到挤出机中。挤出机的出口按照需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝式脱硝催化剂的制备方法，包括：将多种物料与溶剂混合，形成具有可塑性的泥料；其中，所述多种物料包括：作为催化剂活性组分的硫酸亚铁和乙酸锰、用于负载所述活性组分的催化剂载体；将所述泥料成型为蜂窝体坯料；对所述蜂窝体坯料进行干燥；和对干燥后的所述蜂窝体坯料进行煅烧，形成所述脱硝催化剂；其中，所述活性组分与所述催化剂载体的重量比为1:(4～12)。

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝式脱硝催化剂的制备方法，包括：将多种物料与溶剂混合，形成具有可塑性的泥料；其中，所述多种物料包括：作为催化剂活性组分的硫酸亚铁和乙酸锰、用于负载所述活性组分的催化剂载体；将所述泥料成型为蜂窝体坯料；对所述蜂窝体坯料进行干燥；和对干燥后的所述蜂窝体坯料进行煅烧，形成所述脱硝催化剂；其中，所述活性组分与所述催化剂载体的重量比为1:(4～12)。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂载体包括TiO2-ZrO2和分子筛。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述活性组分中硫酸亚铁的重量百分比为60-80％。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂载体中TiO2和ZrO2的质量比为1：4。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述多种物料还包括助剂。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述助剂包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：任雯，周浩，倪云峰，刘宁，王涛，许向阳，
申请(专利权)人：北京水木星源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11