整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术是关于一种整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法，其制备方法包括：将MnO2、V2O5、Fe2O3、CeO2、MoO3和钛钨粉球磨，得到粉料；将所述的粉料与水、氨水、硬脂酸、乳酸、玻璃纤维、羟甲基纤维素和聚氧化乙烯混炼，出料，得到混合原料；将所述的混合原料陈腐，预挤出，挤出，得到坯体；将所述的坯体进行干燥和煅烧，得到整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂。本申请的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂具有良好的低温活性、抗水性、抗低硫性能以及产品易成型；活性成分与载体充分均匀混合，成品率高，机械强度高，从而更加适用于实际烟气条件。

【技术实现步骤摘要】
整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术涉及一种脱硝催化剂领域，特别是涉及一种整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
氮氧化物(NOx)是大气主要污染物之一，能够产生酸雨、光化学烟雾以及参与形成空气中的PM2.5等，严重危害生态自然环境和人类健康。大气中的NOx主要来源于燃煤电厂、非电工业窑炉锅炉以及移动源机动车尾气排放等。在众多NOx减排技术中，选择性催化还原法(SCR)因其具有运行稳定、NOx脱除效率高等优点脱颖而出，使SCR技术在NOx减排净化领域得到广泛应用，其中脱硝催化剂是该技术的核心。随着国家对非电行业窑炉、锅炉NOx排放限值不断提高，并逐步实施超低排放改造，非电行业NOx减排面临严峻挑战。目前国内外市场上SCR脱硝催化剂的工作温度大多在220-420℃，难以应用于烟气撤成分复杂、温度低(180-220℃)的非电行业，因此，低温高效的SCR脱硝催化剂是非电行业窑炉、锅炉NOx减排技术迫切需要的对象。在低温SCR脱硝催化剂研究领域中多以Mn基为主，但在低温反应条件下，单纯的Mn基催化剂表面硫铵中毒较为严重，抗硫抗水性差，此外Mn基蜂窝催化剂在干燥、煅烧过程中易出现坯体炸裂、纵向裂纹等质量事故，实际工程应用中Mn基催化剂鲜有全尺寸烟气量应用案例。高钒脱硝催化剂通过添加Mo元素，SO2转化率显著降低，中温抗硫抗水性得到明显提升，在中温(220-300℃)应用领域逐渐成熟，但其低温脱硝活性较差，若继续提高钒含量，会存在SO2转化率升高、煅烧过程中催化剂坯体炸裂粉碎事故等问题，催化剂不仅抗中毒性降低，而且成品率降低，生产成本提高，终究会在日益竞争激烈脱硝催化剂市场中淘汰。目前具有高效低温脱硝活性和良好的抗硫抗水性的脱硝催化剂仅停留在实验室研究阶段，多数催化剂样品为颗粒状、粉末状或小蜂窝状，与实际批量生产还有一段距离。因此，开发一种具有高效低温脱硝活性、高N2选择性、低SO2氧化率及强抗硫铵中毒等优异性能的催化剂，在非电行业“超低排放”改造中具有广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种新型的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法，所要解决的技术问题是使其具有良好的低温脱硝活性、抗硫抗水性、化学稳定性、热稳定性以及机械强度，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其包括：将MnO2、V2O5、Fe2O3、CeO2、MoO3和钛钨粉球磨，得到粉料；将所述的粉料与水、氨水、硬脂酸、乳酸、玻璃纤维、羟甲基纤维素和聚氧化乙烯混炼，出料，得到混合原料；将所述的混合原料陈腐，预挤出，挤出，得到坯体；将所述的坯体进行干燥和煅烧，得到整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其中所述的球磨时间为2-4h，所述的粉料的比表面积为120-140m2/g。优选的，前述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其中所述的混合原料，以重量份数计，其包括：MnO2：3-7份；V2O5：2-4份；Fe2O3：1-5份；CeO2：0.1-0.5份；MoO3：3-5份；玻璃纤维：10-15份；羧甲基纤维素：0.4-1份；聚氧化乙烯：0.5-1份；乳酸：1-2份；硬脂酸：1-3份；氨水：3-7份；水：10-15份；钛钨粉：100份。优选的，前述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其中所述的混合原料的制备包括：将粉料与水、氨水混合，正转搅拌，加入硬脂酸、乳酸搅拌至温度为90-95℃，停机降温至60-65℃，加入玻璃纤维，搅拌25-35min后，停机降温至60-65℃，再加入羧甲基纤维素和聚氧化乙烯，搅拌30-40min，停机降温至50-60℃，反转出料。优选的，前述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其中所述的混合原料的含水量为25-27wt％，塑性指数为25-28，pH值为7.8-8.5。优选的，前述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其中所述的陈腐时间为1-7d；所述的预挤出的真空度为-0.1～0.08MPa；所述的坯体的长度为700-1300mm。优选的，前述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其中所述干燥包括一次干燥和二次干燥；所述的一次干燥包括：以4-6℃/d的升温速率升温至50-60℃保温6-7d，湿度以5-6％/d的速率从70-90％降为20-40％；所述的一次干燥的时间为13-16d；所述的二次干燥包括：以0.1-1℃/h的升温速率升温至60-70℃保温2-4h，湿度以1-2％/h的速率从25-35％降为5-15％；所述的二次干燥的时间为22-24h。优选的，前述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其中所述的煅烧包括：以20-30℃/h的升温速率升温至400-550℃保温4-5h，再以50-60℃/h的速率降为60-80℃；所述的煅烧的时间为22-24h。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂，由前述的方法制备而得。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂，其中所述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的孔数为16-25。借由上述技术方案，本专利技术整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法至少具有下列优点：本申请以MnO2、V2O5、Fe2O3、CeO2为活性组分，可以保证催化剂具有良好低温活性和低温抗硫抗水性，以MoO3为活性助剂可以有效降低SO2氧化率。以具有较大比表面积的钛钨粉为载体，可以保证催化剂具有较大的比表面积，SCR反应温度在180-220℃，10-20％含水量，200mg/m3SO2的烟气中具有不低于85％的脱硝效率。同时所有催化剂原料均为金属氧化物，批量生产的催化剂具有较高的成品率和机械强度，适用于在水泥、玻璃、陶瓷、钢铁、焦化等非电行业的烟气脱硝工程中推广应用。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提出的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂及其制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。本专利技术的一个实施例提出的一种整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其包括：将MnO2、V2O5、Fe2O3、CeO2、MoO3和钛钨粉球磨2-4h，得到粉料；将粉料与水、氨水加入混炼设备，正转搅拌，加入硬脂酸、乳酸搅拌至温度为90-95℃，停机降温至60-65℃，加入玻璃纤维，搅拌25-35min后，停机降温至60-65℃，再加入羧甲基纤维素和聚氧化乙烯，搅拌30-40min，停机降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，其包括：将MnO2、V2O5、Fe2O3、CeO2、MoO3和钛钨粉球磨，得到粉料；将所述的粉料与水、氨水、硬脂酸、乳酸、玻璃纤维、羟甲基纤维素和聚氧化乙烯混炼，出料，得到混合原料；将所述的混合原料陈腐，预挤出，挤出，得到坯体；将所述的坯体进行干燥和煅烧，得到整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，其包括：将MnO2、V2O5、Fe2O3、CeO2、MoO3和钛钨粉球磨，得到粉料；将所述的粉料与水、氨水、硬脂酸、乳酸、玻璃纤维、羟甲基纤维素和聚氧化乙烯混炼，出料，得到混合原料；将所述的混合原料陈腐，预挤出，挤出，得到坯体；将所述的坯体进行干燥和煅烧，得到整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂。2.根据权利要求1所述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述的球磨时间为2-4h，所述的粉料的比表面积为120-140m2/g。3.根据权利要求1所述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述的混合原料，以重量份数计，其包括：MnO2：3-7份；V2O5：2-4份；Fe2O3：1-5份；CeO2：0.1-0.5份；MoO3：3-5份；玻璃纤维：10-15份；羧甲基纤维素：0.4-1份；聚氧化乙烯：0.5-1份；乳酸：1-2份；硬脂酸：1-3份；氨水：3-7份；水：10-15份；钛钨粉：100份。4.根据权利要求1所述的整体式复合金属氧化物低温脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述的混合原料的制备包括：将粉料与水、氨水混合，正转搅拌，加入硬脂酸、乳酸搅拌至温度为90-95℃，停机降温至60-65℃，加入玻璃纤维，搅拌25-35min后，停机降温至60-65℃，再加入羧甲基纤维素和聚氧化乙烯，搅拌30-40min，停机降温至50-60℃，反转出料。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：马腾坤，房晶瑞，陈阁，汪澜，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11