一种硝酸盐类超低温脱硝颗粒催化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及脱硝催化剂技术领域，公开了一种硝酸盐类超低温脱硝颗粒催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1、混料：称取载体、脱模剂、防腐剂、润滑剂、金属硝酸盐、pH调节剂、结构助剂、粘结剂等依次加入混泥机，经过一定时间的混合捏合得到泥料；S2，预挤陈腐：将所述得到的泥料放入预挤机得到泥段,然后密封装箱陈腐；S3，成型:将所述陈腐后的泥料送入挤出机得到颗粒型催化剂湿胚；S4，干燥：将所述湿胚平铺在筛网托盘里放入干燥室内经过一定时间干燥得到催化剂干胚；S5，煅烧：将所述的催化剂干胚放入煅烧炉在惰性气氛下煅烧，所述金属硝酸盐逐渐分解为氧化物形式的活性组分，煅烧完毕经冷却降至室温后，得到成品。本发明专利技术制备的催化剂添加一定量的金属硝酸盐类高温分解的氧化物作为活性组分以及一些助剂，各原料来源广泛，成本低廉，且颗粒催化剂耐久性高，烟气通过的压降低，能在150℃的超低温下脱硝效率达到85％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种硝酸盐类超低温脱硝颗粒催化剂的制备方法
本专利技术涉及专利技术脱硝催化剂
，公开了一种硝酸盐类超低温脱硝颗粒催化剂的制备方法。
技术介绍
随着社会的迅速发展，各地区燃煤火电厂、水泥厂、玻璃厂等工厂林立，在为人类生活带来巨大便捷的同时，产生了大量的氮氧化物NOx。NOx主要包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4和N2O5，是主要的大气污染物之一，易引发光化学烟雾和水体富营养化等一系列环境问题，对生态发展平衡有极强的危害性。随着人们环保意识的提高，对NOx的排放标准日趋严格，但数据表明NOx的每年排放却依然呈很快的增长趋势，去除工业废气中氮氧化物的脱硝技术研究依然刻不容缓。目前，NOx排放控制技术大多采用选择性催化还原(SCR)技术处理固定源烟气，该技术核心是催化剂，按照反应器装填的催化剂合适的烟气反应温度窗口来分类，一般可分为450～600℃及以上的高温区、320～450℃的中温区、170～300℃的低温区以及170℃以下的超低温区，过去几十年中高温SCR工艺技术发展已经较为成熟，低温SCR工艺技术发展也在近几年取得了一定突破。现最为成熟的商用脱硝催化剂为V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化剂，其以V2O5作为主要的活性组分，WO3或MoO3作为活性助剂，以锐钛型TiO2为载体，钒氧化物的含量在0～3.5wt％，应用的温度窗口多在220～420℃之间，在各烟气工程治理中取得了非常喜人的效果，但该催化剂成本高，能耗高，易造成环境的二次污染，故亟需开发出一种经济、绿色、高效的超低温SCR脱硝技术。在中国专利文献申请号201010513687.0公开了一种用于脱除NOx的催化剂及其制备方法，其特征在于采用0.05～3wt％的五氧化二钒(V2O5)为活性组分，TiO2、WO3和SiO2的复合钛白粉为载体，以及玻璃纤维等其他助剂制备脱硝催化剂，制备工序过程中产生的废气、废液、废固均进行回收再利用处理，减少了催化剂生产过程中的污染问题，但所用的V2O5等金属氧化物价格高昂，浸出毒性高，对环境危害很大，因此研究更经济绿色的高效非钒催化剂则十分有必要。在中国专利文献申请号201910417113.4公开了一种脱硝脱VOC催化剂、制备方法以及再生方法，其特征在于该催化剂包括以钼的化合物、钯单质产品、镧的化合物、铈的化合物为活性组分，以凹凸棒土为载体以制备而成，但是该技术是采用涂敷法来将活性组分浸渍负载在陶瓷蜂窝式催化剂上，使制备的催化剂实际活性物质少，比表面积小，在实际烟气运行中压降高，易磨损，从而会造成使用寿命短问题而需频繁更换。目前主流的V基蜂窝式脱硝催化剂，其最佳活性温度区间在320～500℃，其低温活性并不显著，在170℃以下超低温更加难以有效地发挥，且V成本高昂，毒性较大。鉴于上述情况，亟待研发一种新的SCR脱硝催化剂，在超低温条件下具有较好的脱硝效果和高耐久性，烟气通过的压降低，原料来源广泛且成本低廉，适合工业化生产。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术目的是提供一种硝酸盐类超低温脱硝颗粒催化剂的制备方法，采用金属硝酸盐类高温分解的氧化物作为活性组分，以钛白粉或分子筛为载体，并加入脱模剂、防腐剂、润滑剂、PH调节剂、结构助剂、粘结剂等来制备超低温脱硝颗粒催化剂，使得该超低温脱硝颗粒催化剂在超低温条件下具有较好的脱硝效果和高耐久性，烟气通过的压降低，各原料来源广泛且成本低廉，适合工业化生产。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术提供的一种低温SCR蜂窝式脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：S1、混料：称取载体、脱模剂、防腐剂、润滑剂、金属硝酸盐、pH调节剂、结构助剂、粘结剂等依次加入混泥机，经过一定时间的混合捏合得到泥料；S2，预挤陈腐：将所述得到的泥料放入预挤机得到泥段,然后密封装箱陈腐；S3，成型:将所述陈腐后的泥料送入挤出机得到颗粒型催化剂湿胚；S4，干燥：将所述湿胚平铺在筛网托盘里放入干燥室内经过一定时间干燥得到催化剂干胚；S5，煅烧：将所述的催化剂干胚放入煅烧炉在惰性气氛下煅烧，所述金属硝酸盐逐渐分解为氧化物形式的活性组分，煅烧完毕经冷却降至室温后，得到成品。优选地，所述步骤S1中的载体、脱模剂、防腐剂、润滑剂、金属硝酸盐、pH调节剂、结构助剂、粘结剂的质量比＝100：2～4：2～4:5～10：10～20：2～6：5～8：0～2；所述的载体为锐钛型钛白粉或分子筛；所述的脱模剂为硬脂酸和硬脂酸镁；所述的防腐剂为乳酸；所述的润滑剂为甘油和色拉油；所述的金属硝酸盐选自Mn、Ce、Cu、Sn、Cr、Fe、Co、Zr的硝酸盐中的一种或多种，相应煅烧分解的活性组分为MnO2、CeO2、CuO、SnO2、Cr2O3、Fe2O3、Co2O3、ZrO2；所述的pH调节剂为氨水和单乙醇胺；所述的结构助剂为玻璃纤维和纸浆；所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠CMC和聚氧化乙烯PEO；优选地，所述步骤S1具体包括如下步骤：S6，制备活性溶液，加入过量去离子水溶解金属硝酸盐组分得到前驱体溶液，再加入pH调节剂调节pH至6～8后得到活性溶液；S7，在混泥机中加入载体、脱模剂、防腐剂、润滑剂以及所述活性溶液进行第一次搅拌，混合均匀后，加入结构助剂进行第二次搅拌，混匀后，加入粘结剂进行第三次搅拌，打开蒸汽阀，混合均匀后进行第四次搅拌，直至含水率降至20～28wt％得到泥料。优选地，所述步骤S6中，所述pH调节剂可分6～10次间隔5min加入，防止加入过快导致活性溶液絮凝；优选地，所述步骤S7中，所述第一次搅拌时，搅拌时间为35～60min，搅拌温度提升为75～90℃；所述第二次搅拌时，搅拌时间为35～60min；所述第三次搅拌时，打开蒸汽阀，搅拌温度降低为60℃以下，搅拌时间为30～60min；所述第四次搅拌时，按经验或水分仪取样测试泥料含水率，直至泥料含水率降至20～28wt％。优选地，所述步骤S2中所述的陈腐时间为2～4天，不超过14天；优选地，所述步骤S3中所述颗粒型催化剂为三叶草形、圆柱形等催化剂；优选地，所述步骤S3中所述颗粒型催化剂规格为截面外接圆直径为1.5～3mm，长度为6～30mm；优选地，所述步骤S4中所述湿胚平铺在筛网托盘高度不得超过10cm；优选地，所述步骤S4中所述干燥过程中，温度以5～10℃/天的升温速率从30℃升至60℃.再以5～10℃/12h升温速率从60℃升至80℃；优选地，所述步骤S5中所述旋转炉煅烧过程中，升温速率为5～10℃/12h，温度为80～150℃，煅烧时间为3～7天，再以60～100℃/2h升温速率将温度为升至550℃，煅烧时间为8～14h。优选地，所述步骤S5中所述惰性气体为N2。本专利技术所述的硝酸盐类超低温脱硝颗粒催化剂的制备方法中获得的超低温脱硝颗粒催化剂在150℃下脱硝效率达到85％以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硝酸盐类超低温脱硝颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、混料：称取载体、脱模剂、防腐剂、润滑剂、金属硝酸盐、pH调节剂、结构助剂、粘结剂等依次加入混泥机，经过一定时间的混合捏合得到泥料；/nS2，预挤陈腐：将所述得到的泥料放入预挤机得到泥段,然后密封装箱陈腐；/nS3，成型:将所述陈腐后的泥料送入挤出机得到颗粒型催化剂湿胚；/nS4，干燥：将所述湿胚平铺在筛网托盘里放入干燥室内经过一定时间干燥得到催化剂干胚；/nS5，煅烧：将所述的催化剂干胚放入煅烧炉在惰性气氛下煅烧，所述金属硝酸盐逐渐分解为氧化物形式的活性组分，煅烧完毕经冷却降至室温后，得到成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种硝酸盐类超低温脱硝颗粒催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、混料：称取载体、脱模剂、防腐剂、润滑剂、金属硝酸盐、pH调节剂、结构助剂、粘结剂等依次加入混泥机，经过一定时间的混合捏合得到泥料；
S2，预挤陈腐：将所述得到的泥料放入预挤机得到泥段,然后密封装箱陈腐；
S3，成型:将所述陈腐后的泥料送入挤出机得到颗粒型催化剂湿胚；
S4，干燥：将所述湿胚平铺在筛网托盘里放入干燥室内经过一定时间干燥得到催化剂干胚；
S5，煅烧：将所述的催化剂干胚放入煅烧炉在惰性气氛下煅烧，所述金属硝酸盐逐渐分解为氧化物形式的活性组分，煅烧完毕经冷却降至室温后，得到成品。


2.根据权利要求书1所述的一种硝酸盐类超低温脱硝颗粒催化剂的制备方法，其特征在于S1中的载体、脱模剂、防腐剂、润滑剂、金属硝酸盐、pH调节剂、结构助剂、粘结剂的质量比＝100：2～4：2～4:5～10：10～20：2～6：5～8：0～2；
所述的载体为锐钛型钛白粉或分子筛；
所述的脱模剂为硬脂酸和硬脂酸镁；
所述的防腐剂为乳酸；
所述的润滑剂为甘油和色拉油；
所述的金属硝酸盐选自Mn、Ce、Cu、Sn、Cr、Fe、Co、Zr的硝酸盐中的一种或多种，相应煅烧分解的活性组分为MnO2、CeO2、CuO、SnO2、Cr2O3、Fe2O3、Co2O3、ZrO2；
所述的pH调节剂为氨水和单乙醇胺；
所述的结构助剂为玻璃纤维和纸浆；
所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠CMC和聚氧化乙烯PEO。


3.根据权利要求书1所述的一种硝酸盐类超低温脱硝颗粒催化剂的制备方法，其特征在于S1具体包括如下步骤：
S6，制备活性溶液，加入过量去离子水溶解金属硝酸盐组分得到前驱体溶液，再加入pH调节剂调节pH至6～8后得到活性溶液；
S7，在混泥机中加入载体、脱模剂、防腐剂、润滑剂以及所述活性溶液进行第一次搅拌，混合均匀后，加入结构助剂进行第二次搅拌，混匀后，加入粘结剂进行第三次搅拌，打开蒸汽阀，混合均匀后进行第四次搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫东，谢继东，钱星星，刘猛，黄操胜，
申请(专利权)人：江苏新中金环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32