一种涂覆式高强度脱硝催化剂的制备方法、制得的脱硝催化剂技术

本发明专利技术公开一种涂覆式高强度脱硝催化剂的制备方法，涉及脱硝催化剂技术领域，本发明专利技术包括以下步骤：(1)将二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨和活性炭与溶剂混合，球磨后得到活性物质浆料；二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨和活性炭的质量比为1:0.1

【技术实现步骤摘要】
一种涂覆式高强度脱硝催化剂的制备方法、制得的脱硝催化剂


[0001]本专利技术涉及脱硝催化剂
，具体涉及一种涂覆式高强度脱硝催化剂的制备方法、制得的脱硝催化剂。

技术介绍

[0002]氮氧化物是大气中的重点污染物，主要来源于燃煤发电厂和以煤炭为能源的钢厂、水泥厂等，此外以石油产物为能源的内燃机车也是大气中氮氧化物的重要贡献源。大气中的氮氧化物可以造成雾霾和酸雨等多种环境危害，是近年来国家重点治理的大气污染物。
[0003]当前最为成熟的两种氮氧化物处理方式为选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)，这两种方法最主要的区别就是SCR法需要有催化剂参与到脱硝反应中。SCR法由于其氨水或者尿素使用量小，脱硝效率高，目前得到了快速的发展，而作为核心的脱硝催化剂是一种非常重要的环保耗材。当前主流的脱硝催化剂是钒基体系，载体以TiO2为主。蜂窝脱硝催化剂是由蜂窝状的催化剂单体组装成催化剂模块，再放置到脱硝塔中运行。钛白粉作为催化剂的载体，具有较大的比表面积(～80m2/g)，常规生产过程中的煅烧温度为600℃左右，煅烧温度过高虽然能获得大的物理强度，却会造成比表面积的大幅降低，从而影响催化活性。常规工艺生产的单体在组装过程中由于搬运和磕碰会有破碎，导致催化剂成品率下降，且后续运行过程中在烟气冲刷下断面会产生破碎。提高催化剂的物理强度一直是各催化剂生产厂家和高校研发人员不断攻关的课题。
[0004]目前也有较多提高催化剂单体强度的方案。公开号为CN 103721726 A的专利提供了一种脱硝催化剂用高强度二氧化钛的制备方法，主要步骤是偏钛酸浆料与硝酸钡制成混合物浆料，烘干后在不高于500℃条件下煅烧。公开号为CN 103769137 A的专利公开了一种高强度烟气脱硝催化剂的制备方法，采用浸渍法制备TiO2‑
SiO2复合载体，将复合载体与活性组分和助剂、粘结剂等混合后经捏合、陈化、挤出、干燥和焙烧等工序制得蜂窝状脱硝催化剂，其中煅烧温度为600
‑
630℃。公开号为CN 104209117 A的专利公开了一种稀土基高强度、抗氧化烟气脱硝催化剂的制备方法，是以二氧化钛、蒙脱石为载体，以偏钨酸铵、硝酸铈和硝酸镧为活性组分，在辅料伴随下，经过混炼、陈腐、捏合、成型、干燥、焙烧制成，其中煅烧温度为600
‑
620℃。公开号为CN 107138152 A的专利申请公开了一种高强度的脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂是将二氧化钛、二氧化硅、三氧化钨、五氧化二钒、膨胀珍珠岩、凹凸棒土、中空玻璃微珠、聚酯纤维通过催化剂基材的制备、混合液浸泡吸附、干燥煅烧得到的，其中煅烧温度为460
‑
480℃。上述专利是通过对常规二氧化钛载体进行具有提升强度性能的物质掺杂进行改性，从而提高催化剂的物理强度，但是上述专利中所述的煅烧温度区间仍然与当前脱硝催化剂的常规煅烧温度相同，无法从根本上解决催化剂单体强度低的问题。
[0005]公开号为CN 103861653 A的专利申请首先提供一种改性钛白粉的制备方法，即用
硅酸钠溶液对二氧化钛进行浸渍改性，再将改性钛白粉与五氧化二钒、三氧化钨、玻璃纤维、三氧化钼和二氧化铈混合后，加入硅酸盐水泥中，通过捏合得到超细晶形陶瓷粉体，最后将上述陶瓷粉体通过挤出得到催化剂胚体，干燥后得到催化剂单体。该专利使用水泥作为催化剂载体，且水泥占整体比重大，通过共混整体式挤出得到高强度脱硝催化剂，但硅酸盐水泥比表面积低(0.3
‑
0.5m2/g)，无法有效发挥出活性位的催化作用，且不利于长期稳定运行。
[0006]公开号为CN 101053838 A专利申请公开一种用于烟气脱硝的堇青石基催化剂，其中载体为堇青石，以γ
‑
氧化铝为第二涂层，CuO为活性组分，在干燥煅烧后得到催化剂，煅烧温度为400
‑
500℃。这种以堇青石为载体，通过涂覆方式得到的脱硝催化剂，虽然解决了催化剂强度和活性位分散的问题，但是低温煅烧无法使活性位与载体之间获得强的相互作用，而工业烟气中含尘量较高，长时间使用性能较差。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中的脱硝催化剂强度和耐冲刷性能较低，提供一种脱硝催化剂的制备方法，在明显提高脱硝催化剂单体强度的同时，最大化地保持催化剂的脱硝性能，提高催化剂的耐冲刷性能。
[0008]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题：
[0009]一种涂覆式高强度脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨和活性炭与溶剂混合，球磨后得到活性物质浆料；所述二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨和活性炭的质量比为1:0.1
‑
0.2:0.1
‑
0.3:1
‑
5；
[0011](2)将步骤(1)中的活性物质浆料与铝溶胶以质量比为1:1
‑
6混合，搅拌后得到涂覆浆料；
[0012](3)将步骤(2)中的涂覆浆料涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上，负载量为50
‑
150g/L，然后将得到的样品烘干至恒重，然后在惰性气氛下于600
‑
1000℃煅烧。
[0013]有益效果：本专利技术制得的脱硝催化剂可以在明显提高脱硝催化剂单体强度的同时，最大化地保持催化剂的脱硝性能。
[0014]本专利技术利用铝溶胶和活性炭复合，再通过高温煅烧，从而有效提高了脱硝催化剂单体的强度和耐冲刷性能。此外，本专利技术中的催化剂在使用前，只需在空气氛围下进行400℃预处理，活性炭在催化剂使用前的预处理步骤中会烧除，从而释放涂层的比表面积，即可在不影响催化剂强度前提下恢复比表面积，从而使钒钨钛活性物质的催化性能得到最大化地释放。
[0015]且此方法中原材料简单易得，生产方法简单，易于放大生产。
[0016]优选地，所述二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨和活性炭粉末质量比为1：0.15：0.2：2.5，活性物质浆料与铝溶胶的质量比1:3，涂覆量为100g/L，煅烧温度为800℃，煅烧时间为6h。
[0017]有益效果：在此条件下，催化剂磨损率最低，脱硝活性最高。
[0018]优选地，将制得的脱硝催化剂在空气气氛下进行400℃预处理。
[0019]有益效果：在空气氛围下进行400℃预处理，即可在不影响催化剂强度前提下恢复
比表面积。
[0020]优选地，所述球磨过程中保持活性物质浆料温度为30℃。
[0021]优选地，所述二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨和活性炭粉末的平均粒度分别为3μm、20μm、30μm和15μm。
[0022]优选地，所述铝溶胶溶液中固含量为15％，固体粒度为20
‑
60nm，pH为3
‑
4。
[0023]优选地，所述步骤(3)中的烘干温度为60℃。
[0024]优选地，所述堇青石蜂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涂覆式高强度脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨和活性炭与溶剂混合，球磨后得到活性物质浆料；所述二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨和活性炭的质量比为1:0.1
‑
0.2:0.1
‑
0.3:1
‑
5；(2)将步骤(1)中的活性物质浆料与铝溶胶以质量比为1:1
‑
6混合，搅拌后得到涂覆浆料；(3)将步骤(2)中的涂覆浆料涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上，负载量为50
‑
150g/L，然后将得到的样品烘干至恒重，然后在惰性气氛下于600
‑
1000℃煅烧。2.根据权利要求1所述的涂覆式高强度脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨和活性炭粉末质量比为1：0.15：0.2：2.5，活性物质浆料与铝溶胶的质量比1:3，涂覆量为100g/L，煅烧温度为800℃，煅烧时间为6h。3.根据权利要求1所述的涂覆式高强度脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：将制得的脱硝催化剂在空气气氛下进行400℃预处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵羽，王光应，梁燕，沈光宇，潘有春，许晓龙，
申请(专利权)人：安徽元琛环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：