CN102000556A - 一种粘结剂及其在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用 - Google Patents

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本发明公开的粘结剂的组分及其质量百分比含量为膨润土20-85％，水泥15-80％。该粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用：将粘结剂和去除烟气中氮氧化物的催化剂粉体按质量比为0.18∶1-0.25∶1充分混合，加入水分调成浆料，均匀涂覆在载片上，在150-300℃干燥。本发明的粘结剂成本低，无毒安全。该粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用方法简单，制成片状在保证一定的强度和抗水性的同时，也拥有较好的脱硝性能。

Description

一种粘结剂及其在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用
技术领域
本发明涉及一种粘结剂及其在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用。
背景技术
氮氧化物(NOX)，主要是指一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)已成为与CO，SO2并列齐名的主要污染物，它破坏人畜血液中的血红蛋白，对人的眼睛和呼吸器官有强刺激作用，会与碳氢化合物作用，形成以臭氧为主的光化学烟雾，构成对大气环境的严重污染，引起肺气肿、哮喘、支气管炎，乃至死亡。同时，NOX还是形成酸雨的主要原因之一。酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。因此，各国对NOX排放的要求也日趋严格。
脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)，选择性非催化还原法(SNCR)。对于SNCR技术，当温度低于900℃时，会造成所谓的“氨穿透”现象，而温度太高又会引发NH3氧化生成NO的副反应而加重NOX的排放。而SCR，是指在催化剂的表面上，在氧气的参与下，实现NOX与NH3之间的氧化还原反应，最终生成无害的N2和H2O的过程。因此，工业上使用最广泛的是SCR技术。
SCR商用催化剂为整体型蜂窝状和片状，商业催化剂在运输安装过途中可能受到雨水打湿，以及在烟道中受到气流粉尘的冲刷和水汽的侵蚀。所以要求片状催化剂在拥有良好的脱硝性能的同时，要有一定的强度和抗水性。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种廉价、无毒的粘结剂。
本发明的目的之二是提供所述粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用，以使催化剂在拥有具有一定的强度和抗水性的同时，也有良好的脱硝性能。
本发明的粘结剂的组分及其质量百分比含量为：
膨润土          20-85％
通用水泥        15-80％。
上述的膨润土为有机膨润土、钠基膨润土或钙基膨润土。所说的通用水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。
粘结剂的制备：将膨润土和通用水泥按比例混合而成。
上述粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用：将粘结剂和去除烟气中氮氧化物的催化剂粉体按质量比为0.18∶1-0.25∶1充分混合，加入水分调成浆料，均匀涂覆在载片上，在150-300℃干燥。
所说的载片可以是铝片或铁片。所说的催化剂可以为MnOx-CeOx/TiO2-CNTs、MnOx-CeOx/TiO2、MnOx-V2O5/TiO2-CNTs、MnOx-V2O5/TiO2、MnOx/TiO2-CNTs、MnOx/TiO2、V2O5-WO3/TiO2-CNTs、V2O5-WO3/TiO2、V2O5/TiO2-CNTs、V2O5/TiO2、FeOx-CuO/TiO2-CNTs或FeOx-CuO/TiO2。
本发明的有益效果在于：
本发明的粘结剂成本低，无毒安全。该粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用方法简单，制成片状在保证一定的强度和抗水性的同时，也拥有较好的脱硝性能。
附图说明
图1为强度测试方法示意图；
图2为采用不同含量粘结剂的催化剂片对氮氧化物转化率。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
取5g MnOx-V2O5/TiO2-CNTs催化剂粉体，0.3g有机膨润土和0.7g复合硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300℃处理1h，随炉冷却。
实验室模拟商业催化剂片的工作环境，采用5m/s的平行风吹片状催化剂，如图1，考察其在一小时掉粉率来衡量其强度。将片状催化剂完全浸泡在水中，考察其在一小时掉粉率来衡量其抗水性。其中，掉粉率＝损失的催化剂质量/片状催化剂上涂覆的催化剂质量，掉粉率越小其强度和抗水性越好。在模拟烟气的流量为：99％Ar+1％NO 40sccm，99％Ar+1％NH340sccm，N2210sccm，空气210sccm，总流量为500sccm，空速为6000h-1的条件下，进行NOx转化率测试来衡量其脱硝性能。测量强度时其掉粉率为7.45％，测量抗水性时其掉粉率为11.45％，脱硝性能测试结果如图2的#1号曲线，在275℃时，NOx的转化率达98％以上。
实施例2：
取5g MnOx-CeOx/TiO2-CNTs催化剂粉体，0.3g有机膨润土和0.6g复合硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铁片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为7.25％，测量抗水性时其掉粉率为14.58％，脱硝性能测试结果如图2的#2号曲线，在250℃时，NOx的转化率达98％以上。
实施例3：
取5g MnOx-CeOx/TiO2催化剂粉体，0.5g有机膨润土和0.7g复合硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为6.02％，测量抗水性时其掉粉率为15.56％，脱硝性能测试结果如图2的#3号曲线，在275℃时，NOx的转化率达95％以上。
实施例4：
取5g MnOx-V2O5/TiO2催化剂粉体，0.25g有机膨润土和1g复合硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为8.12％，测量抗水性时其掉粉率为7.04％，脱硝性能测试结果如图2的#4号曲线，在275℃时，NOx的转化率达80％。
实施例5：
取5g MnOx-CeOx/TiO2-CNTs催化剂粉体，1g有机膨润土和0.2g复合硅酸盐水泥混合均匀，加适量的去水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为2.32％，测量抗水性时其掉粉率为50.82％，脱硝性能测试结果如图2的#5号曲线，在225℃时，NOx的转化率达98％以上，但抗水性较差。
实施例6：
取5g V2O5-WO3/TiO2-CNTs催化剂粉体，0.35g有机膨润土和0.7g硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中250℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为6.45％，测量抗水性时其掉粉率为10.58％，脱硝性能测试，在275℃时NOx的转化率达90％。
实施例7：
取5g V2O5-WO3/TiO2催化剂粉体，0.5g有机膨润土和0.6g普通硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中200℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为7.02％，测量抗水性时其掉粉率为17.23％，脱硝性能测试，在275℃时NOx的转化率达88％。
实施例8：
取5g V2O5/TiO2-CNTs催化剂粉体，0.4g有机膨润土和0.75g矿渣硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中200℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为7.35％，测量抗水性时其掉粉率为10.21％，脱硝性能测试，在275℃时NOx的转化率达87％。
实施例9：
取5g V2O5/TiO2催化剂粉体，0.5g钠基膨润土和0.55g火山灰质硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中200℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为7.55％，测量抗水性时其掉粉率为18.24％，脱硝性能测试，在275℃时NOx的转化率达81％。
实施例10：
取5g FeOx-CuO/TiO2-CNTs催化剂粉体，0.4g有机膨润土和0.7g复合硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中200℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为6.48％，测量抗水性时其掉粉率为10.02％，脱硝性能测试，在275℃时NOx的转化率达91％。
实施例11：
取5g FeOx-CuO/TiO2催化剂粉体，0.5g钠基膨润土和0.65g硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中150℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为6.58％，测量抗水性时其掉粉率为16.47％，脱硝性能测试，在275℃时NOx的转化率达89％。
实施例12：
取5g MnOx/TiO2-CNTs催化剂粉体，0.4g钙基膨润土和0.85g粉煤灰硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为5.45％，测量抗水性时其掉粉率为9.56％，脱硝性能测试，在275℃时NOx的转化率达82％。
实施例13：
取5g MnOx/TiO2催化剂粉体，0.5g钙基膨润土和0.4g复合硅酸盐水泥混合均匀，加适量的水搅拌调成浆状，均匀地涂覆在3.5cm×10cm×0.1cm的长方形表面粗糙的铝片两面，常温放置一段时间，待干燥后，将催化剂片放入马弗炉中300℃处理1h，随炉冷却。
强度、抗水性和脱销性能测试方法和条件同实施例1相同。测量强度时其掉粉率为6.85％，测量抗水性时其掉粉率为20.87％，脱硝性能测试，在275℃时NOx的转化率达84％。

Claims (6)

1.一种粘结剂，其特征在于该粘结剂的组分及其质量百分比含量为：
膨润土        20-85％
通用水泥      15-80％。
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于：所说的膨润土为有机膨润土、钠基膨润土或钙基膨润土。
3.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于：所说的通用水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。
4.权利要求1所述的粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用，其特征在于：将粘结剂和去除烟气中氮氧化物的催化剂粉体按质量比为0.18∶1-0.25∶1充分混合，加入水分调成浆料，均匀涂覆在载片上，在150-300℃干燥。
5.根据权利要求4所述的粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用，其特征在于：所说的载片是铝片或铁片。
6.根据权利要求4所述的粘结剂在去除烟气中氮氧化物的催化剂中的应用，其特征在于：所说的催化剂为MnOx-CeOx/TiO2-CNTs、MnOx-CeOx/TiO2、MnOx-V2O5/TiO2-CNTs、MnOx-V2O5/TiO2、MnOx/TiO2-CNTs、MnOx/TiO2、V2O5-WO3/TiO2-CNTs、V2O5-WO3/TiO2、V2O5/TiO2-CNTs、V2O5/TiO2、FeOx-CuO/TiO2-CNTs或FeOx-CuO/TiO2。
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GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20110406

Assignee: Ningbo Dana Sebald Technology Co. Ltd.

Assignor: Zhejiang DeNaXi Environment Protection Technology Co., Ltd.

Contract record no.: 2014330000076

Denomination of invention: Binder as well as application thereof in catalyst for removing nitric oxide in smoke gas

Granted publication date: 20120829

License type: Exclusive License

Record date: 20140410

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
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Granted publication date: 20120829

Termination date: 20191102