一种低温SCR催化模块及其制备方法、用途技术

本发明专利技术涉及大气污染控制和环境催化材料的技术领域，特别是涉及一种低温SCR催化模块及其制备方法、用途，所得到的SCR催化模块主要用于低温烟气中的NOx消除净化，所提供的低温SCR催化模块的制备方法可以减少催化模块涂覆次数，节省能耗，提高产品性能；本发明专利技术中波纹状耐火纤维纸片材与平面状耐火纤维纸底衬成型中，对所用的无机强度增强剂优化使用低温SCR催化剂活性浆液，强化后的耐火纤维纸片材加工成固定尺寸载体，利用低温SCR催化剂活性浆液进行粘合，对焙烧后预涂催化剂的载体模块进一步涂覆催化剂，提高催化剂涂覆量，同时利用催化剂进行填充，增强耐火纤维与催化剂涂层间的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种低温SCR催化模块及其制备方法、用途
本专利技术涉及大气污染控制和环境催化材料的
，特别是涉及一种低温SCR催化模块及其制备方法、用途。
技术介绍
NOx是当前主要控制的大气污染物之一，给身体健康、生态环境、大气质量等带来巨大危害，是造成诸多环境污染事件的主要污染物，同时是生成二次污染物的前驱体之一。因此，NOx排放控制是当前大气污染控制的主要任务，十三届人大一次会议工作报告指出，要推进污染防治取得更大成效，巩固蓝天保卫战成果，推动钢铁等行业超低排放改造。提高污染排放标准，实行限期达标。钢铁行业环保设施要求在设计建设时预留装备的升级空间，避免环保设施重复投资的痼疾。2017年7月27日发布/实施的HJ846-2017《排污许可证申请与核发技术规范钢铁工业》，烟气脱硝推荐可行的工艺路线为SCR或活性炭(焦)吸附法。专利CN104226373A公开了一种移除废气中NOx的蜂窝状催化剂及制备方法，利用波纹状陶瓷纸和陶瓷底衬纸复合形成具有蜂窝状孔道的载体，陶瓷纸利用E玻璃纤维增强，并通过无机原料和有机粘结剂复合制备。然后在载体涂覆催化剂涂层，其先采用低固含的浆液对载体进行加固，然后再用高固含的浆液涂覆以达到要求。其存在需要多次涂覆，成本高，效率低，耗时间，成品率降低。此外，后续涂覆时浆液固含量高，易堵孔，涂层易开裂、脱落。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种低温SCR催化模块的制备方法及采用此制备方法制备的SCR催化模块，所得到的SCR催化模块主要用于低温烟气中的NOx消除净化，所提供的低温SCR催化模块的制备方法可以减少催化模块涂覆次数，节省能耗，提高产品性能。为实现上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：一种低温SCR催化模块的制备方法，包括如下步骤：S1，配制不同固含量的低温SCR催化剂活性浆液；S2，将步骤S1中的浆液涂到耐火纤维纸片材上，并干燥；S3，将浸涂并干燥后的涂有低温SCR催化剂活性浆液的耐火纤维纸片材，经卷绕或层叠成一定尺寸的催化剂载体模块，S4，将催化剂载体模块浸涂低温SCR催化剂活性浆液，进行干燥、焙烧处理；S5，配制低温SCR催化剂活性浆液，将步骤S4所得的涂有低温SCR催化剂活性浆液的载体模块涂覆低温SCR催化剂活性浆液；S6，步骤S5所得的模块，经干燥、焙烧、封装得到成品。上述技术方案中，所述步骤S1中，固含量为5％-40％。上述技术方案中，所述步骤S4中，低温SCR催化剂活性浆液的固含量为10％-40％。上述技术方案中，所述步骤S4中，所述干燥为80-200℃干燥10-120min，所述焙烧为400-550℃空气中焙烧30-240min。上述技术方案中，步骤S5所述的低温SCR催化剂活性浆液的固含量为10％-40％。上述技术方案中，步骤S6所述的干燥为80-200℃干燥10-120min，所述的焙烧为400-650℃空气中焙烧30-240min。一种低温SCR催化模块，是采用上述任一项低温SCR催化模块的制备方法制得。一种低温SCR催化模块的用途，低温SCR催化模块用于低温烟气中的NOx消除净化。与现有技术相比本专利技术的有益效果为：1)本专利技术低温SCR催化模块的制备方法，以耐火纤维为基材，涂覆高活性催化剂涂层，涂覆浆液渗透性好，催化剂密度低、强度高，催化剂薄膜附着在载体纤维表面，提高催化反应效率；涂覆催化剂薄膜的载体纤维相互交织，形成三维网络结构，有利于提高NOx与NH3分子作用；2)涂覆工艺简单，简化工艺步骤，可大幅度降低成本；且结构尺寸、和孔道尺寸及节距根据实际应用可控调整，满足不同要求；3)本专利技术的制备方法制备催化模块，单次涂覆可提高成品率；具有较大几何表面积，具有较大的反应表面，SCR催化剂膜均匀分散，对NOx去除效率优良，高空速下具有优异的去除效率；4)本专利技术的制备方法制得的催化模块，具有优良的耐磨性、持久性及耐冲击性，大大延长了催化剂的使用寿命。附图说明图1是所述的玻璃纤维基波纹状光催化模块催化剂单元结构喷涂活性浆液示意图；图2是本专利技术所述的玻璃纤维基波纹状光催化模块示意图；图3是本专利技术实施例1-5及对比例1-2所述的玻璃纤维基波纹状光催化模块NOx转化率性能曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术低温SCR催化模块的制备方法的以下实施例以尺寸为500×500×500mm的催化模块为例。实施例11、制备催化剂载体S11、10.4kg草酸氧钒加入到289kg去离子水中，然后加入6.6kg钼酸铵、54kg硅溶胶，搅拌混合均匀，加入90kgTiO2，搅拌条件下超声2h，配制得到固含量20％的低温SCR催化剂活性浆液；在波纹状耐火纤维纸片材与平坦的玻纤纸底衬粘合时均匀喷涂低温SCR催化剂活性浆液，烘干收卷待用；S12、将耐火纤维纸平铺裁剪做成500mm*500mm*500mm立方块体放置模具中；S13、将S12所得载体浸渍在20％低温SCR催化剂活性浆液中5min，真空吹扫，80℃微波干燥后，450℃在空气中焙烧3h；2、催化模块涂覆S21、将5.2kg草酸氧钒加入到167kg去离子水中，然后加入3.3kg钼酸铵、27kg硅溶胶，搅拌混合均匀，加入45kgTiO2，搅拌条件下超声2h；S22、由0.23kg分散剂S-136、1.35kg抑泡剂88F、1.35kg消泡剂405制得涂覆助剂，向S21浆液中加入涂覆助剂，研磨5-60min；S23、载体浸渍浆液60-120s，取出后真空吹扫；S24、120℃热风中干燥30min，480℃焙烧3.5h。经上述步骤制备的催化模块，催化剂活性涂层涂覆量为248g/L，涂层效果较好。现有的SCR催化模块制备过程中，耐火纤维瓦楞纸与耐火纤维平面纸复合时喷涂粘结剂，复合后干燥，平铺、切割得到得到载体。然后将载体浸渍在含有粘结剂的溶液中，再次进行干燥、焙烧，得到载体模块；本专利技术中波纹状耐火纤维纸片材与平面状耐火纤维纸底衬成型中，对所用的无机强度增强剂优化使用低温SCR催化剂活性浆液，如图1所示，在波纹状耐火纤维纸片材与平坦的玻纤纸底衬粘合时均匀喷涂低温SCR催化剂活性浆液，浆液中有黏结作用。强化后的耐火纤维纸片材加工成固定尺寸载体，利用低温SCR催化剂活性浆液进行粘合，如图2所示，同时分解耐火纤维纸中的有机胶，并且利用催化剂涂层增加载体强度；在两次步骤中增加催化剂涂覆量，减少后续过程中的涂覆次数或或降低浆液固含量；对焙烧后预涂催化剂的载体模块进一步涂覆催化剂，提高催化剂涂覆量，同时对失去有机胶的空间部分利用催化剂进行填充，增强耐火纤维与催化剂涂层间的作用；其中，低温SCR催化剂活性浆液是将草酸氧钒、钼酸铵、二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温SCR催化模块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，配制不同固含量的低温SCR催化剂活性浆液；/nS2，将步骤S1中的浆液涂到耐火纤维纸片材上，并干燥；/nS3，将浸涂并干燥后的涂有低温SCR催化剂活性浆液的耐火纤维纸片材，经卷绕或层叠成一定尺寸的催化剂载体模块；/nS4，将催化剂载体模块浸涂低温SCR催化剂活性浆液，进行干燥、焙烧处理；/nS5，配制低温SCR催化剂活性浆液，将步骤S4所得的涂有低温SCR催化剂活性浆液的载体模块涂覆低温SCR催化剂活性浆液；/nS6，步骤S5所得的模块，经干燥、焙烧、封装得到成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温SCR催化模块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，配制不同固含量的低温SCR催化剂活性浆液；
S2，将步骤S1中的浆液涂到耐火纤维纸片材上，并干燥；
S3，将浸涂并干燥后的涂有低温SCR催化剂活性浆液的耐火纤维纸片材，经卷绕或层叠成一定尺寸的催化剂载体模块；
S4，将催化剂载体模块浸涂低温SCR催化剂活性浆液，进行干燥、焙烧处理；
S5，配制低温SCR催化剂活性浆液，将步骤S4所得的涂有低温SCR催化剂活性浆液的载体模块涂覆低温SCR催化剂活性浆液；
S6，步骤S5所得的模块，经干燥、焙烧、封装得到成品。


2.如权利要求1所述的低温SCR催化模块的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，固含量为5％-40％。


3.如权利要求2所述的低温SCR催化模块的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，低温SCR催化剂活性浆液的固含...

【专利技术属性】
技术研发人员：展宗城，展飞，梁鹏，杨艳林，李晨灿，郅立鹏，郭聪，陈继朝，
申请(专利权)人：青岛华世洁环保科技有限公司，青岛纳博科环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37