CN106731815A - 脱硝蜂窝蓄热体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了脱硝蜂窝蓄热体及其制备方法。其中，该脱硝蜂窝蓄热体包括：蜂窝蓄热体，所述蜂窝蓄热体包括无机粉料；以及负载混合物，所述负载混合物负载在所述蜂窝蓄热体上，所述负载混合物包括：脱硝催化剂；添加剂，所述添加剂含有电石渣。该脱硝蜂窝蓄热体兼具脱硝和蓄热功能，无需单独设置蓄热体和脱硝催化剂，能节省布置空间，节约成本。通过蓄热体的蓄热作用，根据需要进行布置，可以使蓄热体内的催化剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高，减排效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及脱硝蜂窝蓄热体，以及制备该脱硝蜂窝蓄热体的方法。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，天然气、石油和煤等化石燃料等能源得到更加广泛的应用，使得环境问题日益严峻，因此引起了一系列环境问题，如酸雨、臭氧层破坏、温室效应等，使得我们的生存环境愈加严峻。我国以煤炭为主的能源结构决定了我国的氮氧化物和硫氧化物排放量一直处于居高不下的状况，大量污染性气体的排放，使得环境问题日益严峻，不仅严重影响我国人民的生产生活，而且不利于我国经济的可持续发展。因此，环境问题得到了国家越来越多的关注。
人类活动排放的NOX90％以上来自燃料燃烧过程。各种工业炉窑、民用炉灶、机动车及其他内燃机中的燃料高温燃烧时，燃料中的含氮物质氧化生成NOX，参与燃烧的空气中的N2和O2也会生成NOX。从能源结构来看，我国的一次能源和发电能源构成中，煤占据了绝对的主导地位。并且我国80％以上的煤是直接燃烧的，特别是用于电站、工业锅炉及民用锅炉中。因此，相当长的时期内，烟气中的NOX排放是导致我国大气NOX污染的一个主要因素，如何减少固定源排放的NOX是大气环境治理的一个重要课题。
烟气脱硝属于燃烧后处理技术，许多发达国家的排烟系统都需安装烟气脱硝装置。烟气脱硝方法较多，但目前得到大量工业应用的只有选择性催化还原法和选择性非催化还原法，其他方法目前均处于实验研究阶段或中试阶段。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种脱硝蜂窝蓄热体，兼具脱硝和蓄热的功能，无需单独设置蓄热体和脱硝催化剂，能节省布置空间，节约成本。通过蓄热体的蓄热作用，根据需要进行布置，可以使蓄热体内的催化剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高，减排效果显著。
因而，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种脱硝蜂窝蓄热体。根据本发明的实施例，该脱硝蜂窝蓄热体包括：
蜂窝蓄热体，所述蜂窝蓄热体包括无机粉料；以及
负载混合物，所述负载混合物负载在所述蜂窝蓄热体上，所述负载混合物包括：
脱硝催化剂；
添加剂，所述添加剂含有电石渣。
根据本发明实施例的脱硝蜂窝蓄热体，通过添加电石渣，该脱硝蓄热体的蓄热和放热性能得到明显改善，并且耐磨性和耐腐蚀性显著提高。同时，该脱硝蜂窝蓄热体以活性炭为主要活性组分，以V2O5-WO3为辅助活性组分，并掺杂铁和镧，使该脱硝蜂窝蓄热体具有较高的反应活性和宽泛的活性温度范围。并且，该脱硝蜂窝蓄热体兼具脱硝和蓄热功能，无需单独设置蓄热体和脱硝催化剂，能节省布置空间，节约成本。通过蓄热体的蓄热作用，根据需要进行布置，可以使蓄热体内的催化剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高，减排效果显著。
另外，根据本发明上述实施例的脱硝蜂窝蓄热体还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，所述无机粉料、所述脱硝催化剂和所述添加剂的质量比为(50-100)：(5-40)：(0-10)。
根据本发明的实施例，所述无机粉料包括焦宝石、堇青石、高岭土和石英。
根据本发明的实施例，所述焦宝石、所述堇青石、所述高岭土和所述石英的质量比为(20-50)：(15-40)：(6-20)：(15-30)。
根据本发明的实施例，所述脱硝催化剂的载体为二氧化钛-氧化铝复合氧化物，活性成分包含活性炭，辅助活性成分包含五氧化二钒-三氧化钨复合氧化物，助剂包含铁和镧。
根据本发明的实施例，所述载体、所述活性成分、所述辅助活性成分和所述助剂的质量比为(10-60)：(10-50)：(5-20)：(1-10)。
根据本发明的实施例，所述二氧化钛-氧化铝复合氧化物中钛和铝的摩尔比为1：(0.01-2)。
根据本发明的实施例，所述五氧化二钒-三氧化钨复合氧化物中钒和钨的摩尔比为1：(0.1-5)。
根据本发明的实施例，所述电石渣与所述蜂窝蓄热体的质量比为(5-10):100。
根据本发明的实施例，所述脱硝蜂窝蓄热体的适用温度为150-750℃。根据本发明的优选实施例，所述脱硝蜂窝蓄热体的适用温度为200-350℃。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前述的脱硝蜂窝蓄热体的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
炼制蓄热体坯体；
将钛源溶液、铝源溶液和氨水滴加至反应釜中进行反应，以便得到含有二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物；
将活性炭与所述含有二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物混合，并调pH值至碱性，以便得到调pH值后的混合物；
配置含有脱硝催化剂的预定成分的混合溶液；
将所述蓄热体坯体进行酸洗活化处理，以便得到活化后的蓄热体；
将所述活化后的蓄热体在所述含有二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物中进行第一浸渍处理，以便得到第一浸渍后的蓄热体；
将所述第一浸渍后的蓄热体进行第一干燥焙烧处理，以便得到蓄热中间体；
将所述蓄热中间体在所述含有脱硝催化剂的预定成分的混合溶液中进行第二浸渍处理，以便得到第二浸渍后的蓄热体；以及
将所述第二浸渍后的蓄热体进行第二干燥焙烧处理，以便获得所述脱硝蜂窝蓄热体。
根据本发明实施例的制备脱硝蜂窝蓄热体的方法，通过添加电石渣，该脱硝蓄热体的蓄热和放热性能得到明显改善，并且耐磨性和耐腐蚀性显著提高。同时，利用该方法制备的脱硝蜂窝蓄热体以活性炭为主要活性组分，以V2O5-WO3为辅助活性组分，并掺杂铁和镧，使该脱硝蜂窝蓄热体具有较高的反应活性和宽泛的活性温度范围。并且，该方法制备的脱硝蜂窝蓄热体兼具脱硝和蓄热功能，无需单独设置蓄热体和脱硝催化剂，能节省布置空间，节约成本。通过蓄热体的蓄热作用，根据需要进行布置，可以使蓄热体内的催化剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高，减排效果显著。
根据本发明的实施例，所述钛源溶液和所述铝源溶液的摩尔浓度比为1：(0.01-2)。
根据本发明的实施例，所述配置含有脱硝催化剂的预定成分的混合溶液包括：将偏钨酸铵和偏钒酸铵溶解于草酸溶液中，以便得到第一混合溶液；配置含有氯化铁和氯化镧的第二混合溶液，并与所述第一混合溶液混合，以便得到含钨、钒、铁和镧的第三混合溶液。
根据本发明的实施例，所述第一混合溶液的pH值在为5～7，且钒和钨的摩尔比为1：(0.1-5)。
根据本发明的实施例，所述第一浸渍处理的温度为35-60℃，浸渍时间为8-15小时。
根据本发明的实施例，所述第二浸渍处理的温度为15-30℃，浸渍时间为8-15小时。
根据本发明的实施例，所述第一干燥焙烧处理和所述第一干燥焙烧处理的条件均是在85～115℃条件下干燥8～15小时后，在350～600℃条件下焙烧5～8小时。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的制备前述的脱硝蜂窝蓄热体的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种脱硝蜂窝蓄热体。根据本发明的实施例，该脱硝蜂窝蓄热体包括：蜂窝蓄热体和负载混合物，其中，蜂窝蓄热体包括无机粉料；负载混合物负载在蜂窝蓄热体上，且该负载混合物包括：脱硝催化剂和添加剂，其中，该添加剂含有电石渣。
根据本发明实施例的脱硝蜂窝蓄热体，通过添加电石渣，该脱硝蓄热体的蓄热和放热性能得到明显改善，并且耐磨性和耐腐蚀性显著提高。同时，该脱硝蜂窝蓄热体以活性炭为主要活性组分，以V2O5-WO3为辅助活性组分，并掺杂铁和镧，使该脱硝蜂窝蓄热体具有较高的反应活性和宽泛的活性温度范围。并且，该脱硝蜂窝蓄热体兼具脱硝和蓄热功能，无需单独设置蓄热体和脱硝催化剂，能节省布置空间，节约成本。通过蓄热体的蓄热作用，根据需要进行布置，可以使蓄热体内的催化剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高，减排效果显著。
根据本发明的实施例，无机粉料、脱硝催化剂和添加剂的质量比为(50-100)：(5-40)：(0-10)。由此，该脱硝蜂窝蓄热体的蓄热和放热性好，耐磨性和耐腐蚀性显著提高。
根据本发明的实施例，无机粉料包括焦宝石、堇青石、高岭土和石英。由此，蜂窝蓄热体耐磨性和耐腐蚀性得到显著提高，使脱硝蜂窝蓄热体用寿命延长。
根据本发明的实施例，焦宝石、堇青石、高岭土和石英的质量比为(20-50)：(15-40)：(6-20)：(15-30)。由此，在保障蜂窝蓄热体耐磨性和耐腐蚀性能提高的前提下，使生产工艺进一步得到优化，生产成本得到了降低。
根据本发明的实施例，脱硝催化剂的载体为二氧化钛-氧化铝复合氧化物，活性成分包含活性炭，辅助活性成分包含五氧化二钒-三氧化钨复合氧化物，助剂包含铁和镧。采用活性炭作为催化剂的活性成份，活性炭具有非常发达的空隙结构和巨大比表面积，因而具有很强的吸附性，同时，活性炭表面含有多元含氧官能团，能优先吸附烟气中的SO2和水蒸气，将之氧化并生成H2SO4，不影响整体催化剂的活性，能够显著增强催化剂的抗SO2和抗水蒸气中毒性能。同时，助剂过渡金属Fe、稀土金属La的加入，能够有效促进催化剂的低温活性。使该脱硝催化剂较常规催化剂的活性温区更宽，适应温度范围为200～550℃，在200～380℃温度区间内，脱硝效率可达90％以上。另外，该脱硝催化剂表面可以同时吸附NH3和NO分子，在富含氧化活性位的活性炭以及五氧化二钒-三氧化钨复合氧化物表面发生氧化还原反应，生成N2和H2O，达到脱除NO的目的。
根据本发明的实施例，载体、活性成分、辅助活性成分和助剂的质量比为(10-60)：(10-50)：(5-20)：(1-10)。由此，该脱硝催化剂的硬度、耐磨性和耐腐蚀性显著提高，并具有良好的抗SO2和抗水蒸气中毒性能，并且脱硝效果好。
根据本发明的实施例，二氧化钛-氧化铝复合氧化物中钛和铝的摩尔比为1：(0.01-2)。由此，提高了二氧化钛-氧化铝复合氧化物负载率，增强了蜂窝蓄热体脱硝性能。
根据本发明的实施例，五氧化二钒-三氧化钨复合氧化物中钒和钨的摩尔比为1：(0.1-5)。由此，有利于NH3和NO分子在该脱硝催化剂表面发生氧化还原反应，氧化还原生成N2和H2O的效率高，使催化剂的脱硝性能更佳。
根据本发明的实施例，添加剂包括电石渣、粘结剂、润滑剂和增塑保湿剂。因电石渣兼具大粒径、表面结构疏松以及颗粒间不规则分布着许多尺寸较大的孔隙、耐酸腐蚀特性，因此，在蓄热体中添加适量的电石渣能够显著提升蓄热体的比表面积、蓄热和放热性能、耐磨性和耐腐蚀性能。
根据本发明的实施例，电石渣与蜂窝蓄热体的质量比为(5-10):100。当电石渣与蜂窝蓄热体的质量比为(5-10):100时，蓄热体的比表面积适宜，蓄热和放热性能好，耐磨性和耐腐蚀性能显著提高。
根据本发明的实施例，粘结剂、润滑剂、增塑保湿剂的总质量与蜂窝蓄热体的质量比为(1-5):100。由此，蜂窝蓄热体的易于成型，硬度适宜。
根据本发明的一些实施例，粘结剂为甲基纤维素，润滑剂和增塑保湿剂为甘油。由此，由此，蜂窝蓄热体的易于成型，湿度适宜。
根据本发明的实施例，脱硝蜂窝蓄热体的适用温度为150-750℃。由于采用铁和镧为助剂，使催化剂的低温活性好，在150-750℃温度范围内均具有活性。根据本发明的优选实施例，脱硝蜂窝蓄热体的适用温度为200-350℃。由此，脱硝催化剂的活性更高，脱硝效率可达90％以上。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前述的脱硝蜂窝蓄热体的方法。参考图1，根据本发明的实施例，对制备脱硝蜂窝蓄热体的方法进行解释说明，该方法包括：
S100炼制蓄热体坯体
根据本发明的实施例，炼制蓄热体坯体。根据本发明的具体实施例，炼制蓄热体坯体包括：(1)将适量的无机粉料、陶瓷粉末、粘结剂、增塑保湿剂、润滑剂混合，并加入适量的去离子水进行捏合炼制，得到泥料备用。(2)将泥块进行陈腐，陈腐环境温度为15～25℃，陈腐时间为24h～48h，经真空精炼、真空挤制成所需规格的蜂窝体坯料。(3)再将蜂窝体坯料再送入干燥机内定型、干燥，在1200℃～1400℃条件下烧制得蓄热体坯体。
S200共沉淀反应
根据本发明的实施例，将钛源溶液、铝源溶液和氨水滴加至反应釜中进行反应，得到含有二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物。
根据本发明的实施例，钛源溶液和铝源溶液的摩尔浓度比为1：(0.01-2)。由此，载体中钛和铝的比例适宜。
根据本发明的实施例，共沉淀反应是在pH9～11的条件下进行的。由此，共沉淀反应的反应速率快，反应更充分，使钛和铝充分沉淀。
根据本发明的实施例，钛源溶液、铝源溶液、氨水通过并流的方式，按一定流速滴入装有少量去离子水的反应釜中，且反应釜中设有搅拌装置，保证溶液混合均匀、反应充分。
S300调pH值
根据本发明的实施例，将活性炭与含有二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物混合，并调pH值至碱性，得到调pH值后的混合物。
根据本发明的实施例，调pH值后的混合物的pH值为8-10，优选地为9。由此，有利于活性炭与含有二氧化钛和氧化铝沉淀混合物的更好混合，进一步提高带脱硝功能蜂窝蓄热体催化性能。
S400配置脱硝催化剂溶液
根据本发明的实施例，配置含有脱硝催化剂的预定成分的混合溶液，即该混合溶液含有前述脱硝催化剂的成份。
根据本发明的实施例，配置含有脱硝催化剂的预定成分的混合溶液包括：将偏钨酸铵和偏钒酸铵溶解于草酸溶液中，得到第一混合溶液；配置含有氯化铁和氯化镧的第二混合溶液，并与第一混合溶液混合，得到含钨、钒、铁和镧的第三混合溶液。由此，该混合溶液中含有脱硝催化剂的助剂和辅助活性成分。
根据本发明的实施例，第一混合溶液的pH值在为5～7，且钒和钨的摩尔比为1：(0.1-5)。由此，五氧化二钒-三氧化钨复合氧化物中钒和钨的比例适宜，催化剂的脱硝性能更佳。
S500酸洗活化处理
根据本发明的实施例，将蓄热体坯体进行酸洗活化处理，得到活化后的蓄热体。由此，活化后的蓄热体便于进行后续的浸渍处理。
S600第一浸渍处理
根据本发明的实施例，将活化后的蓄热体在含有二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物中进行第一浸渍处理，得到第一浸渍后的蓄热体。由此，将二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物负载在蓄热体上。
根据本发明的实施例，第一浸渍处理的温度为35-60℃，浸渍时间为8-15小时。由此，使二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物充分负载在蓄热体上。
S700第一干燥焙烧处理
根据本发明的实施例，将第一浸渍后的蓄热体进行第一干燥焙烧处理，得到蓄热中间体。由此，通过第一干燥焙烧处理脱除第一浸渍产生的水分，并使脱硝催化剂的载体负载在蓄热体上。
根据本发明的实施例，第一浸渍处理和第一干燥焙烧处理可以反复数次，直至重量不再增加。由此，使蓄热体充分负载脱硝催化剂，使脱硝蜂窝蓄热体的脱硝效果更好。
S800第二浸渍处理
根据本发明的实施例，将蓄热中间体在含有脱硝催化剂的预定成分的混合溶液中进行第二浸渍处理，得到第二浸渍后的蓄热体。由此，将脱硝催化剂负载在蓄热中间体上。
根据本发明的实施例，第二浸渍处理的温度为15-30℃，浸渍时间为8-15小时。由此，使脱硝催化剂充分负载在蓄热中间体上。
S900第二干燥焙烧处理
根据本发明的实施例，将所述第二浸渍后的蓄热体进行第二干燥焙烧处理，以便获得脱硝蜂窝蓄热体。由此，使脱硝催化剂负载在蓄热体上，形成脱硝蜂窝蓄热体成品。
根据本发明的实施例，第一干燥焙烧处理和第一干燥焙烧处理的条件均是在85～115℃条件下干燥8～15小时后，在350～600℃条件下焙烧5～8小时。由此，使浸渍处理产生的水分完成脱除，并使各成份负载在载体上。
下面参考具体实施例，对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
利用本发明实施例的方法制备硝蜂窝蓄热体，具体如下：
(1)蓄热体坯体的炼制
将28g焦宝石、30.4g堇青石、7.2g高岭土、14.4g石英、2.59g电石渣粉末、0.5g甲基纤维素和0.91g甘油混合，并加入适量的去离子水进行捏合炼制，得到泥料备用。
将泥块进行陈腐，陈腐环境温度为30℃，陈腐时间为48h，经真空精炼、真空挤制成所需规格的蜂窝体坯料。
再将蜂窝体坯料再送入干燥机内定型、干燥，在1200℃条件下烧制得蓄热体坯体。
(2)TiO2-Al2O3复合氧化物的制备
取12.13g硫酸氧钛和5.06g氯化铝，分别溶解于适量的去离子水中，搅拌均匀，分别制得钛源和铝源溶液，两者浓度之比为1：0.5。将钛源溶液、铝源溶液和氨水通过并流的方式，按一定流速滴入装有少量去离子水的反应釜中，该反应釜中设有搅拌装置，保证溶液混合均匀、反应充分。钛源溶液与铝源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，将反应液的PH值控制在10左右，共沉淀得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物。
将2.88g活性炭与上述得到的沉淀混合物混合，并加入去离子水调节混合物的PH值，将PH值控制在9左右。
(3)混合液的配置
将2.06g偏钨酸铵和1.90g的偏钒酸铵试剂溶解于适量的草酸中，调整草酸的加入量，控制溶液PH值在6左右，溶液中钒钨的摩尔比为1：0.5。
将1.30g氯化铁(FeCl3)、1.69g氯化镧(LaCl3)溶解于适量的去离子水中，得到氯化铁和氯化镧的混合溶液。将该溶液与上述得到的溶液混合，得到含钨、钒、铁、镧的混合溶液。
(4)主活性组分负载
将步骤(1)中得到的蓄热体坯体用去离子水清洗后进行酸洗活化处理，清洗沥干后浸渍于步骤(2)中得到的沉淀混合物，浸渍温度40℃，浸渍时间12h后，将蓄热体坯体取出并将其孔内的残余吹净，然后在105℃条件下干燥12h后，在550℃条件下焙烧5h后称重。反复数次，直至重量不再增加。
(5)辅助活性组分及助剂负载
将步骤(4)得到的固体浸入与之等体积的步骤(3)得到的混合溶液中，浸渍温度20℃，浸渍时间12h后，在105℃条件下干燥12h后，在550℃条件下焙烧8h后得到最终产物。
(6)机械性能测试
取长度为50mm的上述蜂窝状催化剂(截面为5mm×5mm正方形)，通过颗粒强度测定仪测得该催化剂轴向机械强度为2.5MPa。
(7)催化剂活性评价
所制得的催化剂通过固定床催化剂评价装置进行活性评价，空速5000h-1，烟气中NH3/NO为1，控制反应温度为250℃～300℃，催化剂的脱硝活性可达87％。
实施例2：
(1)蓄热体坯体的炼制
将21g焦宝石、28g堇青石、7.7g高岭土、13.3g石英、5g电石渣粉末、1g甲基纤维素和2g甘油混合，并加入适量的去离子水进行捏合炼制，得到泥料备用。
将泥块进行陈腐，陈腐环境温度为25℃，陈腐时间为48h，经真空精炼、真空挤制成所需规格的蜂窝体坯料。
再将蜂窝体坯料再送入干燥机内定型、干燥，在1200℃条件下烧制得蓄热体坯体。
(2)TiO2-Al2O3复合氧化物的制备
取10.74g硫酸氧钛和8.96g氯化铝，分别溶解于适量的去离子水中，搅拌均匀，分别制得钛源和铝源溶液，两者浓度之比为1：1。将钛源溶液、铝源溶液和氨水通过并流的方式，按一定流速滴入装有少量去离子水的反应釜中，该反应釜中设有搅拌装置，保证溶液混合均匀、反应充分。钛源溶液与铝源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，将反应液的PH值控制在10左右，共沉淀得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物。
将6.6g活性炭与上述得到的沉淀混合物混合，并加入去离子水调节混合物的PH值，将PH值控制在9左右。
(3)混合液的配置
将3.11g偏钨酸铵和1.43g的偏钒酸铵试剂溶解于适量的草酸中，调整草酸的加入量，控制溶液PH值在7左右，溶液中钒钨的摩尔比为1：1。
将2.23g氯化铁(FeCl3)和2.32g氯化镧(LaCl3)溶解于适量的去离子水中，得到氯化铁和氯化镧的混合溶液。将该溶液与上述得到的溶液混合，得到含钨、钒、铁和镧的混合溶液。
(4)主活性组分负载
将步骤(1)中得到的蓄热体坯体用去离子水清洗后进行酸洗活化处理，清洗沥干后浸渍于步骤(2)中得到的沉淀混合物，浸渍温度40℃，浸渍时间12h后，将蓄热体坯体取出并将其孔内的残余吹净，然后在105℃条件下干燥12h后，在500℃条件下焙烧5h后称重。反复数次，直至重量不再增加。
(5)辅助活性组分及助剂负载
将步骤(4)得到的固体浸入与之等体积的步骤(3)得到的混合溶液中，浸渍温度20℃，浸渍时间12h后，在105℃条件下干燥12h后，在500℃条件下焙烧8h后得到最终产物。
(6)机械性能测试
取长度为50mm的上述蜂窝状催化剂(截面为5mm×5mm正方形)，通过颗粒强度测定仪测得该催化剂轴向机械强度为2.5MPa。
(7)催化剂活性评价
所制得的催化剂通过固定床催化剂评价装置进行活性评价，空速5000h-1，烟气中NH3/NO为1，控制反应温度为250℃～300℃，催化剂的脱硝活性可达96％。
实施例3：
(1)蓄热体坯体的炼制
将17.4g焦宝石、30g堇青石、4.2g高岭土、8.4g石英、8.16g电石渣粉末、3.79g甲基纤维素和3.05g甘油混合，并加入适量的去离子水进行捏合炼制，得到泥料备用。
将泥块进行陈腐，陈腐环境温度为30℃，陈腐时间为48h，经真空精炼、真空挤制成所需规格的蜂窝体坯料。
再将蜂窝体坯料再送入干燥机内定型、干燥，在1200℃条件下烧制得成品。
(2)TiO2-Al2O3复合氧化物的制备
取10.99g硫酸氧钛和18.32g氯化铝，分别溶解于适量的去离子水中，搅拌均匀，分别制得钛源和铝源溶液，两者浓度之比为1：2。将钛源溶液、铝源溶液和氨水通过并流的方式，按一定流速滴入装有少量去离子水的反应釜中，该反应釜中设有搅拌装置，保证溶液混合均匀、反应充分。钛源溶液与铝源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，将反应液的PH值控制在10左右，共沉淀得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物。
将5g活性炭与上述得到的沉淀混合物混合，并加入去离子水调节混合物的PH值，将PH值控制在9左右。
(3)混合液的配置
将4.35g偏钨酸铵、0.67g的偏钒酸铵试剂溶解于适量的草酸中，调整草酸的加入量，控制溶液PH值在6左右，溶液中钒钨的摩尔比为1：3。
将1.52g氯化铁(FeCl3)和3.39g氯化镧(LaCl3)溶解于适量的去离子水中，得到氯化铁和氯化镧的混合溶液。将该溶液与上述得到的溶液混合，得到含钨、钒、铁和镧的混合溶液。
(4)主活性组分负载
将步骤(1)中得到的蓄热体坯体用去离子水清洗后进行酸洗活化处理，清洗沥干后浸渍于步骤(2)中得到的沉淀混合物，浸渍温度40℃，浸渍时间12h后，将蜂窝体取出并将其孔内的残余吹净，然后在105℃条件下干燥12h后，在550℃条件下焙烧5h后称重。反复数次，直至重量不再增加。
(5)辅助活性组分及助剂负载
将步骤(4)得到的固体浸入与之等体积的步骤(3)得到的混合溶液中，浸渍温度20℃，浸渍时间12h后，在105℃条件下干燥12h后，在550℃条件下焙烧8h后得到最终产物。
(6)机械性能测试
取长度为50mm的上述蜂窝状催化剂(截面为5mm×5mm正方形)，通过颗粒强度测定仪测得该催化剂轴向机械强度为2.5MPa。
(7)催化剂活性评价
所制得的催化剂通过固定床催化剂评价装置进行活性评价，空速5000h-1，烟气中NH3/NO为1，控制反应温度为250℃～300℃，催化剂的脱硝活性可达93％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种脱硝蜂窝蓄热体，其特征在于，包括：
蜂窝蓄热体，所述蜂窝蓄热体包括无机粉料；以及
负载混合物，所述负载混合物负载在所述蜂窝蓄热体上，所述负载混合物包括：
脱硝催化剂；
添加剂，所述添加剂含有电石渣。
2.根据权利要求1所述的脱硝蜂窝蓄热体，其特征在于，所述无机粉料、所述脱硝催化剂和所述添加剂的质量比为(50-100)：(5-40)：(0-10)。
3.根据权利要求1所述的脱硝蜂窝蓄热体，其特征在于，所述无机粉料包括焦宝石、堇青石、高岭土和石英。
4.根据权利要求3所述的脱硝蜂窝蓄热体，其特征在于，所述焦宝石、所述堇青石、所述高岭土和所述石英的质量比为(20-50)：(15-40)：(6-20)：(15-30)。
5.根据权利要求1所述的脱硝蜂窝蓄热体，其特征在于，所述脱硝催化剂的载体为二氧化钛-氧化铝复合氧化物，活性成分包含活性炭，辅助活性成分包含五氧化二钒-三氧化钨复合氧化物，助剂包含铁和镧。
6.根据权利要求5所述的脱硝蜂窝蓄热体，其特征在于，所述载体、所述活性成分、所述辅助活性成分和所述助剂的质量比为(10-60)：(10-50)：(5-20)：(1-10)，
任选地，所述二氧化钛-氧化铝复合氧化物中钛和铝的摩尔比为1：(0.01-2)，
任选地，所述五氧化二钒-三氧化钨复合氧化物中钒和钨的摩尔比为1：(0.1-5)，
任选地，所述电石渣与所述蜂窝蓄热体的质量比为(5-10):100。
7.根据权利要求1所述的脱硝蜂窝蓄热体，其特征在于，所述脱硝蜂窝蓄热体的适用温度为150-750℃，优选地，为200-350℃。
8.一种制备权利要求1-7任一项所述的脱硝蜂窝蓄热体的方法，其特征在于，包括：
炼制蓄热体坯体；
将钛源溶液、铝源溶液和氨水滴加至反应釜中进行反应，以便得到含有二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物；
将活性炭与所述含有二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物混合，并调pH值至碱性，以便得到调pH值后的混合物；
配置含有脱硝催化剂的预定成分的混合溶液；
将所述蓄热体坯体进行酸洗活化处理，以便得到活化后的蓄热体；
将所述活化后的蓄热体在所述含有二氧化钛和氧化铝的沉淀混合物中进行第一浸渍处理，以便得到第一浸渍后的蓄热体；
将所述第一浸渍后的蓄热体进行第一干燥焙烧处理，以便得到蓄热中间体；
将所述蓄热中间体在所述含有脱硝催化剂的预定成分的混合溶液中进行第二浸渍处理，以便得到第二浸渍后的蓄热体；以及
将所述第二浸渍后的蓄热体进行第二干燥焙烧处理，以便获得所述脱硝蜂窝蓄热体。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述钛源溶液和所述铝源溶液的摩尔浓度比为1：(0.01-2)，
任选地，所述配置含有脱硝催化剂的预定成分的混合溶液包括：
将偏钨酸铵和偏钒酸铵溶解于草酸溶液中，以便得到第一混合溶液；
配置含有氯化铁和氯化镧的第二混合溶液，并与所述第一混合溶液混合，以便得到含钨、钒、铁和镧的第三混合溶液，
任选地，所述第一混合溶液的pH值在为5-7，且钒和钨的摩尔比为1：(0.1-5)。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一浸渍处理的温度为35-60℃，浸渍时间为8-15小时，
任选地，所述第二浸渍处理的温度为15-30℃，浸渍时间为8-15小时，
任选地，所述第一干燥焙烧处理和所述第一干燥焙烧处理的条件均是在85-115℃条件下干燥8-15小时后，在350-600℃条件下焙烧5-8小时。
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| CN107694558A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-16 | 湖北神雾热能技术有限公司 | 一种兼具脱硝蓄热功能的scr催化剂及其制备方法 |
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2016
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