CN103240078A - 耐磨损scr脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨损SCR脱硝催化剂及其制备方法;所述耐磨损SCR脱硝催化剂的主要组分及其质量份数为:二氧化钛80~90份,五氧化二钒0.5~3份,三氧化钨3~7份,三氧化二铝1~5份,二氧化硅3~8份;其制备方法包括以下步骤:1)在硝酸溶液中加入异丙醇铝,制备出水合氧化铝溶胶;2)取二氧化钛、偏钒酸铵和偏钨酸铵粉体干混均匀,然后加入水合氧化铝溶胶、去离子水和草酸混合搅拌;3)将硅溶胶加入步骤2)得到的物料中;4)将步骤3)得到的物料混合均匀后加入结构助剂;5)将步骤4)得到的物料挤出,将载体坯料干燥、焙烧。本发明的耐磨损SCR脱硝催化剂耐磨性能提高了20%~40%,延长了催化剂使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及SCR脱硝催化剂技术领域,具体涉及一种耐磨损SCR脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
我国燃煤电厂烟气灰分高,引起催化剂磨损、堵塞、中毒,催化剂堵塞、中毒可通过再生恢复活性,催化剂磨损则是破坏催化剂物理结构,无法再生,使得磨损成为催化剂消耗的重要因素。
目前,蜂窝式脱硝催化剂耐磨损技术普遍采用端面硬化,硬化液采用偏钒酸铵、偏钨酸铵、磷酸二氢铝等(PCT/JP2007/068061、200810147802.X),提高了催化剂的耐磨性能。但中国煤质中灰分非常高,仅仅端面的硬化还不能完全解决催化剂磨损的问题,尤其在流场分布不均的情况下,催化剂会在高灰烟气的冲刷下因耐磨强度不够发生破裂、塌陷等不可再生的物理损坏。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种耐磨损SCR脱硝催化剂及其制备方法,大幅提高催化剂整体的耐磨性能,延长催化剂使用寿命。
本发明的耐磨损SCR脱硝催化剂的主要组分及其质量份数为:二氧化钛80~90份,五氧化二钒0.5~3份,三氧化钨3~7份,三氧化二铝1~5份,二氧化硅3~8份。
进一步,所述耐磨损SCR脱硝催化剂的主要组分及其质量份数为:二氧化钛85份,五氧化二钒1份,三氧化钨5份,三氧化二铝2份,二氧化硅7份。
本发明的耐磨损SCR脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:
1)在硝酸溶液中加入异丙醇铝,制备出水合氧化铝溶胶;
2)取配方量二氧化钛、偏钒酸铵和偏钨酸铵粉体干混均匀,然后加入配方量的水合氧化铝溶胶、去离子水和草酸进行充分混合搅拌;
3)将配方量的硅溶胶加入步骤2)得到的物料中;
4)将步骤3)得到的物料混合均匀后加入结构助剂;
5)将步骤4)得到的物料挤出,将载体坯料干燥、焙烧后得到所述耐磨损SCR脱硝催化剂。
进一步,所述步骤5)中,干燥温度为90~120℃,干燥时间为48小时,焙烧温度为550℃,焙烧时间为8~12小时。
本发明的有益效果在于:本发明在现有SCR脱硝催化剂的制备中添加了水合氧化铝溶胶作为粘合剂,提高了催化剂的密实度和硬度,二氧化硅溶胶的后期加入,一方面可避免Si-Al凝胶的形成,同时由于二氧化硅本身抗压、耐磨等机械性能良好,通过添加二氧化硅可有效的增强催化剂的抗压、耐磨性能。
本发明的耐磨损SCR脱硝催化剂与现有SCR脱硝催化剂相比,其它性能达到要求,并且耐磨性能提高了20%~40%,延长了催化剂使用寿命。
具体实施方式
以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
本实施例的耐磨损SCR脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:
1)在1mol/L的硝酸溶液中加入1.9kg异丙醇铝,制备出水合氧化铝溶胶;
2)取39kg二氧化钛、0.6kg偏钒酸铵和2.65kg偏钨酸铵粉体干混均匀,然后加入水合氧化铝溶胶、去离子水和草酸进行充分混合搅拌;
3)将质量分数为25%的7.4kg硅溶胶加入步骤2)得到的物料中;
4)将步骤3)得到的物料混合均匀后加入结构助剂2kg;
5)将步骤4)得到的物料挤出,将载体坯料110℃干燥48小时、550℃焙烧10小时后得到所述耐磨损SCR脱硝催化剂。
本实施例制备得到的耐磨损SCR脱硝催化剂的主要组分及其质量份数为:二氧化钛89份,五氧化二钒1份,三氧化钨5份,三氧化二铝1份,二氧化硅4份。
实施例2
本实施例的耐磨损SCR脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:
1)在1mol/L的硝酸溶液中加入3.4kg异丙醇铝,制备出水合氧化铝溶胶;
2)取33kg二氧化钛、0.55kg偏钒酸铵和2.4kg偏钨酸铵粉体干混均匀,然后加入水合氧化铝溶胶、去离子水和草酸进行充分混合搅拌;
3)将质量分数为25%的12kg硅溶胶加入步骤2)得到的物料中;
4)将步骤3)得到的物料混合均匀后加入结构助剂2kg;
5)将步骤4)得到的物料挤出,将载体坯料110℃干燥48小时、550℃焙烧10小时后得到所述耐磨损SCR脱硝催化剂。
本实施例制备得到的耐磨损SCR脱硝催化剂的主要组分及其质量份数为:二氧化钛85份,五氧化二钒1份,三氧化钨5份,三氧化二铝2份,二氧化硅7份。
实施例3
本实施例的耐磨损SCR脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:
1)在1mol/L的硝酸溶液中加入8.3kg异丙醇铝,制备出水合氧化铝溶胶;
2)取36kg二氧化钛、0.55kg偏钒酸铵和2.4kg偏钨酸铵粉体干混均匀,然后加入水合氧化铝溶胶、去离子水和草酸进行充分混合搅拌;
3)将质量分数为25%的6.6kg硅溶胶加入步骤2)得到的物料中;
4)将步骤3)得到的物料混合均匀后加入结构助剂2kg;
5)将步骤4)得到的物料挤出,将载体坯料110℃干燥48小时、550℃焙烧10小时后得到所述耐磨损SCR脱硝催化剂。
本实施例制备得到的耐磨损SCR脱硝催化剂的主要组分及其质量份数为:二氧化钛85份,五氧化二钒1份,三氧化钨5份,三氧化二铝5份,二氧化硅4份。
实施例4
本实施例的耐磨损SCR脱硝催化剂的制备方法,包括以下步骤:
1)在1mol/L的硝酸溶液中加入2kg异丙醇铝,制备出水合氧化铝溶胶;
2)取39kg二氧化钛、0.6kg偏钒酸铵和2.6kg偏钨酸铵粉体干混均匀,然后加入水合氧化铝溶胶、去离子水和草酸进行充分混合搅拌;
3)将质量分数为25%的12kg硅溶胶加入步骤2)得到的物料中;
4)将步骤3)得到的物料混合均匀后加入结构助剂2kg;
5)将步骤4)得到的物料挤出,将载体坯料110℃干燥48小时、550℃焙烧10小时后得到所述耐磨损SCR脱硝催化剂。
本实施例制备得到的耐磨损SCR脱硝催化剂的主要组分及其质量份数为:二氧化钛86份,五氧化二钒1份,三氧化钨5份,三氧化二铝1份,二氧化硅7份。
将实施例1~4制备得到的耐磨损SCR脱硝催化剂和普通SCR脱硝催化剂进行磨损强度测试。
磨损强度测试装置由风机、风量调节机构、自动给料机、样品仓和磨损剂收集装置、除尘装置等主要部分组成;截取高度为100mm的试样两块作为测试样品和对比样品;将样品置于105℃的恒温烘箱中干燥2h,取出并自然冷却至室温后称重;将样品用高岭棉包裹,置于样品仓中,催化剂通道内风速16.5±0.5m/s,磨损剂浓度50±5g/m3,测试时间2h;磨损强度通过下列公式计算:
式中:
ξ—磨损强度,%/kg;
W1—对比样品测试前质量,g;
W2—对比样品测试后质量,g;
W3—测试样品测试前质量,g;
W4—测试样品测试后质量,g;
W—磨损剂质量,kg。
磨损强度测试结果如下表所示:
样品 | 磨损强度(%/Kg) |
普通SCR脱硝催化剂 | 0.13 |
实施例1的耐磨损SCR脱硝催化剂 | 0.08 |
实施例2的耐磨损SCR脱硝催化剂 | 0.07 |
实施例3的耐磨损SCR脱硝催化剂 | 0.09 |
实施例4的耐磨损SCR脱硝催化剂 | 0.08 |
由此可见,本发明的耐磨损SCR脱硝催化剂与现有SCR脱硝催化剂相比,耐磨性能提高了20%~40%,延长了催化剂使用寿命。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述,但本领域的普通技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
Claims (4)
1.一种耐磨损SCR脱硝催化剂,其特征在于:所述耐磨损SCR脱硝催化剂的主要组分及其质量份数为:二氧化钛80~90份,五氧化二钒0.5~3份,三氧化钨3~7份,三氧化二铝1~5份,二氧化硅3~8份。
2.根据权利要求1所述的耐磨损SCR脱硝催化剂,其特征在于:所述耐磨损SCR脱硝催化剂的主要组分及其质量份数为:二氧化钛85份,五氧化二钒1份,三氧化钨5份,三氧化二铝2份,二氧化硅7份。
3.权利要求1或2所述的耐磨损SCR脱硝催化剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)在硝酸溶液中加入异丙醇铝,制备出水合氧化铝溶胶;
2)取配方量二氧化钛、偏钒酸铵和偏钨酸铵粉体干混均匀,然后加入配方量的水合氧化铝溶胶、去离子水和草酸进行充分混合搅拌;
3)将配方量的硅溶胶加入步骤2)得到的物料中;
4)将步骤3)得到的物料混合均匀后加入结构助剂;
5)将步骤4)得到的物料挤出,将载体坯料干燥、焙烧后得到所述耐磨损SCR脱硝催化剂。
4.根据权利要求3所述的耐磨损SCR脱硝催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤5)中,干燥温度为90~120℃,干燥时间为48小时,焙烧温度为550℃,焙烧时间为8~12小时。
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