一种高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，属于环保和脱硝催化剂技术领域。本发明专利技术将氧化铝和钛白粉载体、活性组分溶液和助剂溶液、玻璃纤维丝、拟薄水铝石、高岭土、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯和甘油混合，加入硝酸溶液后陈化，并经立式液压挤出机成型，最后干燥、焙烧得到高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂。所得蜂窝式低温催化剂具有很强的机械性能、低温活性和抗硫中毒性能，在120～150℃、SO

【技术实现步骤摘要】
一种高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术属于环保及脱硝催化
，具体涉及一种高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
煤、石油、天然气、生物质等燃料燃烧会产生氮氧化物(NOx)等大气污染物，对环境和人类有严重危害。随着人们环保意识的不断增强，我国制定的氮氧化物排放标准也愈发严格。氮氧化物控制技术主要可以归纳为三类：燃烧前脱硝、燃烧中脱硝和燃烧后脱硝。燃烧前脱硝是指对燃料进行脱氮处理，燃烧中脱硝是指通过低氮燃烧、空气分级燃烧等方式减少燃烧过程中氮氧化物的产生。燃烧后脱硝，也就是烟气脱硝，包括选择性非催化还原(SNCR)脱硝、选择性催化还原(SCR)脱硝等。氨法选择性催化还原(NH3-SCR)脱硝是目前最高效、最稳定、应用最广泛的技术，该法以氨作为还原剂，在催化剂作用下将NOx选择性地还原为无害的N2和H2O，其中催化剂是该工艺的核心。目前，工业上应用最广泛的商业SCR催化剂为V2O5-WO3(MoO3)/TiO2，该催化剂最佳活性温度为300～420℃，当烟气温度低于此温度时，常规催化剂存在活性下降和硫中毒问题。为了提高催化剂的低温活性和抗硫中毒性能，目前工业上主要通过增加五氧化二钒和三氧化钼含量来实现，如中国专利技术专利CN109395756A，但低温活性提升有限。此外，对于蜂窝催化剂，三氧化钼含量高，会造成催化剂机械性能显著下降，导致催化剂存在坍塌的风险，因此开发高强度、高效低温抗硫SCR脱硝催化剂具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，解决现有的商业蜂窝式低温SCR脱硝催化剂存在的低温活性较差、容易发生硫中毒以及机械性较差的技术问题，可显著提升催化剂的机械性能、低温活性及抗中毒性能。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的一种技术方案是：所述高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂包括重量百分比为3～5％的五氧化二钒、8～12％的三氧化钼、0.5～4％的氧化锑、30～36％的氧化铝和43～58.5％的二氧化钛。本专利技术还提供一种高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将钛白粉、氧化铝与玻璃纤维丝在强力混料机中进行干混，将玻璃纤维丝均匀分散到粉体中，混合时间1～2h；(2)向步骤(1)的混合物料中加入偏钒酸铵溶液、七钼酸铵溶液和醋酸锑溶液，搅拌均匀，控制物料的含水率为28～30％，搅拌时间2～3h；(3)向步骤(2)的混合物料中依次加入拟薄水铝石、高岭土、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯和甘油，混炼温度控制在60～70℃，混炼时间1～2h；(4)将硝酸溶液加入到步骤(3)中的混合物料，搅拌0.5～1h后，将得到的泥料室温密封陈化36～48h；(5)将步骤(4)中所得泥料经立式液压活塞挤出机挤出，得到蜂窝式低温脱硝催化剂湿胚体；(6)将步骤(5)中湿胚体置于温度和湿度可调的干燥房中，先于30～40℃及湿度80～90％下干燥46～72h，再于60～70℃及湿度60～70％下干燥36～48h，再于70～80℃及湿度40～50％下干燥24～48h，再于100～120℃下干燥24～36h，得到干燥后的催化剂胚体；(7)将步骤(6)中干燥后的催化剂胚体于500～600℃下焙烧4～10h，焙烧后得到高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂。进一步地，所述步骤(1)中钛白粉为锐钛矿型，氧化铝为伽马型。进一步地，所述步骤(1)中玻璃纤维丝的长度为50～60mm，单丝直径为2～3μm。进一步地，所述步骤(3)中聚丙烯酰胺为阴离子型，分子量为400万；聚氧化乙烯的分子量为600万。进一步地，所述步骤(4)中硝酸溶液浓度为1～3mol/L。进一步地，所述步骤(7)中催化剂的轴向抗压强度大于4.0MPa，径向抗压强度大于1.2MPa，磨损率低于0.05％/kg。本专利技术的优点具体如下：1、常规玻璃纤维丝长度为6mm，单丝直径为9μm左右，本专利技术采用长度50～60mm、直径2～3μm的玻璃纤维丝。玻璃纤维在蜂窝催化剂中起到“钢筋”的作用，通过大幅增加纤维长度、减小直径的方式，可以显著提高催化剂物料之间的附着力，从而提高催化剂的抗压强度。2、催化剂载体为氧化铝和钛白粉的混合物，在成型过程中加入拟薄水铝石，并加入硝酸溶液，目的在于硝酸对氧化铝和拟薄水铝石具有胶溶作用，可以增强氧化铝粒子间的粘合强度，因此可以增强蜂窝催化剂的磨损强度。3、常规蜂窝催化剂挤出采用螺旋挤出机成型，本专利技术采用立式液压活塞挤出机成型，这是由于一方面液压挤出压力远高于螺旋挤出，能把物料压的更紧实，显著提高催化剂强度；另外本专利技术采用长玻璃纤维丝，若使用螺旋挤出机，会造成中间点密度不好，容易形成产品内部缺陷，同时易出现胚体变形、返料等现象，而立式液压挤出则不存在上述问题。4、催化剂基于高钒高钼配方，同时加入锑助剂，以及铝钛混合载体，可以提高催化剂的低温活性；同时氧化锑对硫酸铵盐具有显著的催化分解作用，可以提高催化剂抗硫中毒性能。5.通过添加各种无机、有机成型助剂，优化干燥、焙烧工艺，进一步增强了催化剂的机械强度。附图说明图1为图1为实施例1至4催化剂以及对比例1催化剂在120℃含硫烟气中的活性及稳定性情况。具体实施方式为了使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施例，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。实施例1：一种高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以以下步骤：(1)将545g钛白粉、300g氧化铝与23g玻璃纤维丝(长度50mm、直径2μm)在强力混料机中进行干混，将玻璃纤维丝均匀分散到粉体中，混合时间1h；(2)将38.6g偏钒酸铵溶于80ml水、146.9g七钼酸铵溶于340ml水、10.3g醋酸锑溶于40ml水，并将上述溶液加入到步骤(1)的混合物料中，然后搅拌均匀，搅拌时间2h；(3)向步骤(2)的混合物料中依次加入25g拟薄水铝石、10g高岭土、12g羧甲基纤维素、2g聚丙烯酰胺、3g聚氧化乙烯和8ml甘油，混炼温度60℃，混炼时间1h；(4)将20ml1mol/L的硝酸溶液加入到步骤(3)中的混合物料，搅拌0.5h后，将得到的泥料室温密封陈化48h；(5)将步骤(4)中所得泥料经立式液压活塞挤出机挤出，得到蜂窝式低温脱硝催化剂湿胚体；(6)将步骤(5)中湿胚体置于温度和湿度可调的干燥房中，先于30℃及湿度80％下干燥46h，再于60℃及湿度60％下干燥48h，再于80℃及湿度40％下干燥24h，再于100℃下干燥26h，得到干燥后的催化剂胚体；(7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂组分包括重量百分比为3～5％的五氧化二钒、8～12％的三氧化钼、0.5～4％的氧化锑、30～36％的氧化铝和43～58.5％的二氧化钛。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂组分包括重量百分比为3～5％的五氧化二钒、8～12％的三氧化钼、0.5～4％的氧化锑、30～36％的氧化铝和43～58.5％的二氧化钛。


2.一种高强度蜂窝式低温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将钛白粉、氧化铝与玻璃纤维丝在强力混料机中进行干混，将玻璃纤维丝均匀分散到粉体中，混合时间1～2h；
(2)向步骤(1)的混合物料中加入偏钒酸铵溶液、七钼酸铵溶液和醋酸锑溶液，搅拌均匀，控制物料的含水率为28～30％，搅拌时间2～3h；
(3)向步骤(2)的混合物料中依次加入拟薄水铝石、高岭土、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯和甘油，混炼温度控制在60～70℃，混炼时间1～2h；
(4)将硝酸溶液加入到步骤(3)中的混合物料，搅拌0.5～1h后，将得到的泥料室温密封陈化36～48h；
(5)将步骤(4)中所得泥料经立式液压活塞挤出机挤出，得到蜂窝式低温脱硝催化剂湿胚体；
(6)将步骤(5)中湿胚体置于温度和湿度可调的干燥房中，先于30～40℃及湿度80～90％下干燥46～72h，再于60～70℃及湿度60～70％下干燥36～48h，再于70～80℃及湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，刘丁嘉，曲艳超，
申请(专利权)人：华电光大辽阳节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21