一种酸性浆料平板脱硝催化剂、其制备方法及其在水泥窑中的应用技术

本发明专利技术公开了一种酸性浆料平板脱硝催化剂、其制备方法及其在水泥窑中的应用，属于脱硝催化剂技术领域；所述催化剂由支撑体和涂敷于支撑体上的催化剂膏体组成，所述催化剂膏体按重量份计，包括：载体钛白粉50～70份、偏钨酸铵1～3份、二氧化硅5～10份、粘结剂1～10份、乙酸锆0～1份、偏钒酸铵0.4～1.2份、七钼酸铵1～3份及玻璃纤维3～5份；所述粘结剂由聚乙烯蜡、乳酸、聚阴离子纤维素及聚氧乙烯组成；本发明专利技术提供的酸性浆料平板脱硝催化剂以酸性浆料替代目前常用的碱性浆料，使其拥有更丰富的酸性位点，脱硝效率进一步增强；本发明专利技术制备得到的酸性浆料平板脱硝催化剂具有优异的抗磨能力，适于在水泥窑中推广应用。适于在水泥窑中推广应用。适于在水泥窑中推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种酸性浆料平板脱硝催化剂、其制备方法及其在水泥窑中的应用


[0001]本专利技术属于脱硝催化剂
，具体涉及一种酸性浆料平板脱硝催化剂、其制备方法及其在水泥窑中的应用。

技术介绍

[0002]氮氧化物作为大气的重要污染源之一，主要包括N2O、NO、N2O2、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中对大气产生严重污染的主要为NO和NO2。氮氧化物的排放加剧了环境恶化，一方面，在特定条件下氮氧化物与碳氢化合物形成光化学烟雾，破坏大气环境，危害人类健康；另一方面，氮氧化物又是形成酸雨的主要原因。实际上，人为排放的氮氧化物大部分来源于化石燃料的燃烧过程，火力发电、钢铁烧结、垃圾焚烧、玻璃窑、水泥窑等都是氮氧化物的主要来源。GB13271
‑
2014《锅炉大气污染物排放标准》规定新建燃煤锅炉尾气氮氧化物排放浓度不超过300mg/Nm3，新建燃气锅炉尾气氮氧化物排放浓度不超过200mg/Nm3。GB 13223
‑
2011《火电厂大气污染物排放标准》规定新建燃煤锅炉尾气氮氧化物排放浓度不超过100mg/Nm3，燃气轮机组尾气氮氧化物排放浓度不超过50mg/Nm3。值得注意的是各地方根据实际情况在国家标准的要求下制定地方大气污染物排放标准，一些地区要求燃煤/燃气锅炉尾气氮氧化物排放浓度不超过50mg/Nm3。目前烟气脱硝一般采用SNCR或SCR，SNCR脱硝技术为选择性非催化还原技术，是一种不用催化剂，将氨基还原剂喷入炉内，脱除烟气中的NO
X
气体，生成氮气和水。SCR脱硝技术为选择性催化还原技术，向催化剂上游烟气中喷入氨基还原剂，通过催化剂将烟气中的NOx转化为氮气和水。
[0003]关于钒系催化剂反应机理的研究一直是SCR研究的重要领域之一，目前工业应用的SCR脱硝催化剂主要是V2O5/TiO2、V2O5‑
WO3/TiO2等催化剂，这一类催化剂一般在250℃
‑
350℃的反应温度条件下具有较高的脱硝效率，主要结构成分为TiO2，含量在75w.％以上。研究者们对这一类催化剂的SCR脱硝反应机理进行了大量研究，结果表明NO在催化剂表面的吸附非常弱，一般可以忽略不计，SCR脱硝反应按照Eley
‑
Rideal机理进行，即吸附态的NH3与气相或弱吸附态的NO在催化剂表面反应。脱硝催化剂工作原理如下：
[0004]主反应方程式：
[0005]4NH3+4NO+O2→
4N2+6H2O
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(1.1)
[0006]4NH3+2NO+2O2→
3N2+6H2O
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(1.2)
[0007]4NH3+6NO
→
5N2+6H2O
ꢀꢀ
(1.3)
[0008]8NH3+6NO
→
7N2+12H2O
ꢀꢀ
(1.4)
[0009]目前平板催化剂的制作过程需要添加氨水，氨水的加入会使得催化剂泥料呈现碱性，从脱硝机理上认为碱性的泥料不利于保持材料原有的酸性位点，不利于催化剂吸附捕捉氨气分子，导致催化剂脱硝能力下降，喷氨量变多氨逃逸增加。氨水作为原材料刺激性气味较大，危害工作环境和人员健康。因此，如何在不添加氨水的基础上，使泥料具有良好的可塑性，制备得到一种具有优良的抗磨强度的平板脱硝催化剂，是本领域技术人员亟需解
决的技术问题。

技术实现思路

[0010]为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种酸性浆料平板脱硝催化剂、其制备方法及其在水泥窑中的应用。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0012]本专利技术提供了一种酸性浆料平板脱硝催化剂，所述催化剂由支撑体和涂敷于支撑体上的催化剂膏体组成，所述催化剂膏体按重量份计，包括以下原料：载体钛白粉50～70份、偏钨酸铵1
‑
3份、二氧化硅5～10份、粘结剂1～10份、乙酸锆0～1份、偏钒酸铵0.4～1.2份、七钼酸铵1～3份及玻璃纤维3～5份；
[0013]所述粘结剂由聚乙烯蜡、乳酸、聚阴离子纤维素及聚氧乙烯组成。
[0014]进一步地，所述聚阴离子纤维素的粘性为850
‑
950mpa.s，所述聚氧乙烯的粘性为250
‑
350mpa.s。
[0015]进一步地，所述聚乙烯蜡的用量为0～2份，所述乳酸的用量为0～2份，所述聚阴离子纤维素的用量为0～3份，所述聚氧乙烯的用量为0～3份。
[0016]通过引入聚乙烯蜡改善了平板催化剂涂覆粘辊现象。
[0017]进一步地，所述支撑体为430不锈钢网，厚度为0.22
±
0.01mm，方形网眼宽度为2.9
±
0.1mm。
[0018]进一步地，所述偏钒酸铵以偏钒酸铵
‑
单乙醇胺水溶液方式加入，所述偏钒酸铵
‑
单乙醇胺水溶液的配制方法为：将偏钒酸铵、单乙醇胺和水按质量比为1∶1∶3混合，加热至70～80℃，搅拌混匀，得到均质溶液。
[0019]本专利技术还提供了一种上述所述的酸性浆料平板脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：将载体钛白粉、二氧化硅、乳酸及聚乙烯蜡混合，加水混合并搅拌，得到混合物A；将偏钨酸铵、七钼酸铵、乙酸锆分别溶于水中，搅拌得到溶液B、溶液C和溶液D；将偏钒酸铵、单乙醇胺和水混合，得到溶液E，之后将溶液B、溶液C、溶液D和溶液E加入混合物A中，捏合得到混合泥料，然后向混合泥料中加入玻璃纤维搅拌，再继续加入聚阴离子纤维素和聚氧乙烯，搅拌后对所得泥料进行陈腐，对得到的陈腐泥料进行挤压、涂覆并煅烧，即得所述酸性浆料平板脱硝催化剂。
[0020]进一步地，所述涂覆完成后的厚度为0.65
±
0.05mm。
[0021]进一步地，所述煅烧温度为500～600℃，时间为8～10h。
[0022]本专利技术同时提供了一种上述所述的酸性浆料平板脱硝催化剂在水泥窑中的应用。
[0023]本专利技术中原料的参数及作用：
[0024]1)锐钛型钛白粉，TiO2，比表面积80
‑
100m2/g，粒径分布D50范围在0.8
‑
1.2μm，主要功能构成催化剂主体结构，比表面积较大，为催化剂活性组份元素的载体；
[0025]2)偏钒酸铵
‑
单乙醇胺溶液，由偏钒酸铵(NH4VO3)、单乙醇胺(H2NCH2CH2OH)、水(H2O)按照质量比1:1:3在70～80℃搅拌混合为均质溶液，偏钒酸铵不溶于水，添加一定比例的单乙醇胺升温可溶解，配制为溶液后有利于钒元素的充分分散；
[0026]3)二氧化硅细粉，比表面积80
‑
100m2/g，粒径D90<18μm；具有粒径分布窄，粒径大小可控性强，粒径范围10
‑
20μm，稳定性好、耐酸碱、硬度适中、耐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸性浆料平板脱硝催化剂，其特征在于，所述催化剂由支撑体和涂敷于支撑体上的催化剂膏体组成，所述催化剂膏体按重量份计，包括以下原料：载体钛白粉50～70份、偏钨酸铵1
‑
3份、二氧化硅5～10份、粘结剂1～10份、乙酸锆0～1份、偏钒酸铵0.4～1.2份、七钼酸铵1～3份及玻璃纤维3～5份；所述粘结剂由聚乙烯蜡、乳酸、聚阴离子纤维素及聚氧乙烯组成。2.根据权利要求1所述的酸性浆料平板脱硝催化剂，其特征在于，所述聚阴离子纤维素的粘性为850
‑
950mpa.s，所述聚氧乙烯的粘性为250
‑
350mpa.s。3.根据权利要求1所述的酸性浆料平板脱硝催化剂，其特征在于，所述聚乙烯蜡的用量为0～2份，所述乳酸的用量为0～2份，所述聚阴离子纤维素的用量为0～3份，所述聚氧乙烯的用量为0～3份。4.根据权利要求1所述的酸性浆料平板脱硝催化剂，其特征在于，所述支撑体为430不锈钢网，厚度为0.22
±
0.01mm，方形网眼宽度为2.9
±
0.1mm。5.根据权利要求1所述的酸性浆料平板脱硝催化剂，其特征在于，所述偏钒酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：段天祥，肖民，李赫男，代永强，聂锁，莫士净，崔利锋，张浩，
申请(专利权)人：天河保定环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：