CN103240078B - 耐磨损scr脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

耐磨损scr脱硝催化剂及其制备方法 Download PDF

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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

耐磨损SCR脱硝催化剂及其制备方法
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：
ξ = ( 1 - W 1 W 2 × W 4 W 3 ) × 100 W
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；制备步骤如下：
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。
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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