CN103691489A - 一种用于负载高粉尘烟气的脱硝催化剂载体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到脱硝催化剂领域，是一种用于负载高粉尘烟气的脱硝催化剂载体及其制备方法。其特征是，所述的载体制备方法包含如下步骤：称取TiO2、玻璃纤维与稀土氧化物三种原料备用，使得TiO2重量在三种原料总重量中占75%~97%，玻璃纤维重量在三种原料总重量中占2%~20%，稀土氧化物重量在三种原料总重量中占0~8%；所述稀土氧化物为镧的氧化物和/或铈的氧化物，所述润滑剂为甘油或硬脂酸，所述TiO2粉体粒径＜0.1mm。由于采用了本技术方案，本发明的载体机械强度高，可以在较高的压力下运行；载体抗磨损强度强，可以在高粉尘的烟气条件下运行，从而提高载体的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及到脱硝催化剂领域，是一种用于负载高粉尘烟气的脱硝催化剂载体及其制备方法。
背景技术
在火电NOX污染的控制技术研究方面，早在上世纪70年代，发达国家如日本、德国、美国等就开始根据本国的排放水平、煤质特点、锅炉类型等情况，开发出了一系列的SCR催化剂。目前，我国许多科研单位或个人开始借鉴国外的经验，针对燃煤煤质复杂，导致燃烧后锅炉烟气条件非常差，特别是很多项目烟气含尘量极高的情况进行催化剂的研究。从而开发一种适合在在高粉尘烟气条件下运行的催化剂。
然而，当前以TiO2等成分为主的氮氧化物脱除催化剂主要是将含有活性组分的金属盐溶液浸渍到成型的载体上，因此开发一种适合中国高粉尘烟气条件下运行的催化剂的载体将是催化剂制作的一个重大突破。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种适合在中国高粉尘烟气条件下运行的催化剂的载体。
本发明的技术方案是：一种用于负载高粉尘烟气的脱硝催化剂载体及其制备方法，其特征是：所述的载体制备方法包含如下步骤：
a、称取TiO2、玻璃纤维与稀土氧化物三种原料备用，使得TiO2重量在三种原料总重量中占75%~97%，玻璃纤维重量在三种原料总重量中占2%~20%，稀土氧化物重量在三种原料总重量中占0~8%；
b、取TiO2与稀土氧化物并混合，将TiO2重量8%~12%的羧甲基纤维素、TiO2重量8%~12%的田菁粉加入TiO2与玻璃纤维的混合物中，搅拌均匀；
c、在步骤b的混合物中加入TiO2重量8%~16%的、重量百分含量为5%的柠檬酸溶液，充分搅拌得到混合均匀的塑性膏体；
d、在步骤c得到的塑性膏体中加入润滑剂；
e、在步骤d的混合物中加入步骤a称取的玻璃纤维，混合均匀后用挤出机挤出堆密度为0.5~0.7g/cm3的载体坯料；
f、将载体坯料在50~70℃条件下干燥4~8小时，然后在100~120℃的温度条件下干燥4~8小时；
g、将干燥好的载体坯料在250~300℃条件下煅烧8~15小时，然后在380~420℃条件下煅烧5~10小时，最后在550~600℃条件下煅烧8~12小时，得到载体成品。
所述稀土氧化物为镧的氧化物和/或铈的氧化物，所述润滑剂为甘油或硬脂酸，所述TiO2粉体粒径＜0.1mm。
由于采用了上述技术方案，本发明的载体机械强度高，可以在较高的压力下运行；载体抗磨损强度强，可以在高粉尘的烟气条件下运行，从而提高载体的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1:
a、称取75kg的 TiO2、20kg的玻璃纤维与5kg氧化镧三种原料备用，使得TiO2重量在三种原料总重量中占75%，玻璃纤维重量在三种原料总重量中占20%，氧化镧重量在三种原料总重量中占5%；
b、取TiO2与氧化镧并混合，将TiO2重量6kg的羧甲基纤维素、 75kg的田菁粉加入TiO2与氧化镧的混合物中，搅拌均匀；
c、在步骤b的混合物中加入6kg的、重量百分含量为5%的柠檬酸溶液，充分搅拌得到混合均匀的塑性膏体；
d、在步骤c得到的塑性膏体中加入甘油作为润滑剂；
e、在步骤d的混合物中加入步骤a称取的玻璃纤维，混合均匀后用挤出机挤出堆密度为0.5g/cm3的载体坯料；
f、将载体坯料在50℃条件下干燥8小时，然后在100℃的温度条件下干燥4小时；
g、将干燥好的载体坯料在250℃条件下煅烧8小时，然后在380℃条件下煅烧5小时，最后在550℃条件下煅烧8小时，得到载体成品。
所得载体成品的性能参数为:
横向强度为: ≧80N/cm2
纵向强度为: ≧230 N/cm2
耐磨损强度为: ≦ 0.10%/kg-sand
比表面积为: ≧65 m2/g
孔体积为: 0.30 ml/g~0.36 ml/g。
实施例2:
a、称取97kg的 TiO2、2kg的玻璃纤维与1kg氧化铈三种原料备用，使得TiO2重量在三种原料总重量中占97%，玻璃纤维重量在三种原料总重量中占2%，氧化铈重量在三种原料总重量中占1%；
b、取TiO2与氧化铈并混合，将11.64kg的羧甲基纤维素、TiO2重量8%~12%的田菁粉加入TiO2与氧化铈的混合物中，搅拌均匀；
c、在步骤b的混合物中加入15.52kg的、重量百分含量为5%的柠檬酸溶液，充分搅拌得到混合均匀的塑性膏体；
d、在步骤c得到的塑性膏体中加入硬脂酸作为润滑剂；
e、在步骤d的混合物中加入步骤a称取的玻璃纤维，混合均匀后用挤出机挤出堆密度为0.7g/cm3的载体坯料；
f、将载体坯料在70℃条件下干燥4小时，然后在120℃的温度条件下干燥4小时；
g、将干燥好的载体坯料在300℃条件下煅烧15小时，然后在420℃条件下煅烧10小时，最后在600℃条件下煅烧12小时，得到载体成品。
所得载体成品的性能参数为:
横向强度为: ≧70 N/cm2
纵向强度为: ≧210 N/cm2
耐磨损强度为: ≦ 0.17%/kg-sand
比表面积为: ≧60 m2/g
孔体积为: 0.30 ml/g~0.36 ml/g。
实施例3:
a、称取85kg的粉体粒径＜0.1mm的TiO2、14.5kg的玻璃纤维、0.25kg的氧化铈与0.25kg的氧化镧三种原料备用，使得TiO2重量在三种原料总重量中占85%，玻璃纤维重量在三种原料总重量中占14.5%，由氧化镧和氧化铈构成的稀土氧化物重量在三种原料总重量中占0.5%；
b、取TiO2、氧化铈与氧化镧并混合，将8.5kg的羧甲基纤维素、TiO2重量8%~12%的田菁粉加入TiO2与氧化镧的混合物中，搅拌均匀；
c、在步骤b的混合物中加入8.5kg的、重量百分含量为5%的柠檬酸溶液，充分搅拌得到混合均匀的塑性膏体；
d、在步骤c得到的塑性膏体中加入甘油作为润滑剂；
e、在步骤d的混合物中加入步骤a称取的玻璃纤维，混合均匀后用挤出机挤出堆密度为0.6g/cm3的载体坯料；
f、将载体坯料在60℃条件下干燥6小时，然后在110℃的温度条件下干燥6个小时；
g、将干燥好的载体坯料在275℃条件下煅烧12小时，然后在400℃条件下煅烧7小时，最后在580℃条件下煅烧10小时，得到载体成品。
所得载体成品的性能参数为:
横向强度为: ≧76N/cm2
纵向强度为: ≧220 N/cm2
耐磨损强度为: ≦ 0.12%/kg-sand
比表面积为: ≧57 m2/g
孔体积为: 0.30 ml/g~0.36 ml/g。
实施例4:
a、称取85kg的粉体粒径＜0.1mm的TiO2、7kg的玻璃纤维与8kg的氧化镧三种原料备用，使得TiO2重量在三种原料总重量中占85%，玻璃纤维重量在三种原料总重量中占7%，氧化镧重量在三种原料总重量中占8%；
b、取TiO2与氧化镧并混合，将8.5kg的羧甲基纤维素、TiO2重量8%~12%的田菁粉加入TiO2与氧化镧的混合物中，搅拌均匀；
c、在步骤b的混合物中加入8.5kg的、重量百分含量为5%的柠檬酸溶液，充分搅拌得到混合均匀的塑性膏体；
d、在步骤c得到的塑性膏体中加入润滑剂；
e、在步骤d的混合物中加入步骤a称取的玻璃纤维，混合均匀后用挤出机挤出堆密度为0.55g/cm3的载体坯料；
f、将载体坯料在55℃条件下干燥7小时，然后在105℃的温度条件下干燥5小时；
g、将干燥好的载体坯料在290℃条件下煅烧11小时，然后在410℃条件下煅烧6小时，最后在560℃条件下煅烧9小时，得到载体成品。
所得载体成品的性能参数为:
横向强度为: ≧71 N/cm2
纵向强度为: ≧210 N/cm2
耐磨损强度为: ≦ 0.15%/kg-sand
比表面积为: ≧60 m2/g
孔体积为: 0.30 ml/g~0.36 ml/g。
实施例5:
a、称取80kg的粉体粒径＜0.1mm的TiO2、15kg的玻璃纤维与5kg的氧化镧三种原料备用，使得TiO2重量在三种原料总重量中占80%，玻璃纤维重量在三种原料总重量中占15%，氧化镧重量在三种原料总重量中占5%；
b、取TiO2与氧化镧并混合，将TiO2重量8.8kg的羧甲基纤维素、TiO2重量8%~12%的田菁粉加入TiO2与氧化镧的混合物中，搅拌均匀；
c、在步骤b的混合物中加入9.6kg的、重量百分含量为5%的柠檬酸溶液，充分搅拌得到混合均匀的塑性膏体；
d、在步骤c得到的塑性膏体中加入甘油作为润滑剂；
e、在步骤d的混合物中加入步骤a称取的玻璃纤维，混合均匀后用挤出机挤出堆密度为0.65g/cm3的载体坯料；
f、将载体坯料在65℃条件下干燥5小时，然后在106℃的温度条件下干燥5个小时；
g、将干燥好的载体坯料在260℃条件下煅烧9小时，然后在412℃条件下煅烧7小时，最后在555℃条件下煅烧11小时，得到载体成品。
所得载体成品的性能参数为:
横向强度为: ≧85 N/cm2
纵向强度为: ≧240 N/cm2
耐磨损强度为: ≦ 0.08%/kg-sand
比表面积为: ≧53 m2/g
孔体积为: 0.30 ml/g~0.36 ml/g。
Claims (5)
1.一种用于负载高粉尘烟气的脱硝催化剂载体及其制备方法，其特征是：所述的载体制备方法包含如下步骤：
a、称取TiO2、玻璃纤维与稀土氧化物三种原料备用，使得TiO2重量在三种原料总重量中占75%~97%，玻璃纤维重量在三种原料总重量中占2%~20%，稀土氧化物重量在三种原料总重量中占0~8%；
b、取TiO2与稀土氧化物并混合，将TiO2重量8%~12%的羧甲基纤维素、TiO2重量8%~12%的田菁粉加入TiO2与玻璃纤维的混合物中，搅拌均匀；
c、在步骤b的混合物中加入TiO2重量8%~16%的、重量百分含量为5%的柠檬酸溶液，充分搅拌得到混合均匀的塑性膏体；
d、在步骤c得到的塑性膏体中加入润滑剂；
e、在步骤d的混合物中加入步骤a称取的玻璃纤维，混合均匀后用挤出机挤出堆密度为0.5~0.7g/cm3的载体坯料；
f、将载体坯料在50~70℃条件下干燥4~8小时，然后在100~120℃的温度条件下干燥4~8小时；
g、将干燥好的载体坯料在250~300℃条件下煅烧8~15小时，然后在380~420℃条件下煅烧5~10小时，最后在550~600℃条件下煅烧8~12小时，得到载体成品。
2.该载体中包括75%~97%重量百分含量的TiO2，2%~20%重量百分含量的玻璃纤维含量，0~8%重量百分含量的稀土氧化物。
3.根据权利要求1所述的一种用于负载高粉尘烟气的脱硝催化剂载体及其制备方法，其特征是：所述稀土氧化物为镧的氧化物和/或铈的氧化物。
4.根据权利要求1所述的一种用于负载高粉尘烟气的脱硝催化剂载体及其制备方法，其特征是：所述润滑剂为甘油或硬脂酸。
5.根据权利要求1所述的一种用于负载高粉尘烟气的脱硝催化剂载体及其制备方法，其特征是：所述TiO2粉体粒径＜0.1mm。
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