CN106824171A - 一种宽工作温度抗硫蜂窝式脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽工作温度抗硫蜂窝式脱硝催化剂,该催化剂所包含的组分及各组分的质量百分含量为:V2O5 1‑5%、WO3 0.01‑6%、MoO3 0.01‑6%、MgO 0.01‑0.5%、玻璃纤维3‑6%、TiO2 69.0‑95.95%、SiO2 0.01‑3%及如下质量百分含量的组分中的一种或多种:B2O3 0.01‑1%、F 0.01‑1%、SnO2 0.01‑1%、P2O5 0.01‑1.5%、Sb2O3 0.01‑1%。本发明还公开了该催化剂的制备方法。本发明在常规V2O5‑WO3‑MoO3‑TiO2催化剂基础上,添加助剂MgO、B2O3、SnO2、F‑、P2O5、Sb2O3等,通过催化剂各组分之间的协同作用,拓宽催化剂工作温度窗口,提高催化剂脱硝效率,增强催化剂抗水、抗硫能力。该催化剂制备工艺简单,易于混炼成型。在220‑260℃时,脱硝效率大于90%。由本发明制备的宽工作温度脱硝催化剂适合于工业燃烧锅炉烟气的处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种宽工作温度抗硫蜂窝式脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
氮氧化物(NOx)主要来源于生产和生活中所用的煤、石油等燃料的燃烧以及工业生产。NOx与空气中碳氧化合物易发生光化学反应形成光化学烟雾,导致空气质量下降、太阳辐射减少,进而形成雾霾天气。NOx还易被大气中的氧气氧化,与雨水作用形成酸雨和酸雾,加剧环境恶化。以NH3为还原剂的选择性催化还原法(SCR)是目前应用最广泛和效率最高的NOx脱除方法之一。
我国在“十二五”期间大力开展了燃煤烟气NOx控制技术,引进或自主开发了系列适用于烟气温度在300-400℃范围的中温脱硝催化剂。除燃煤电厂外,我国还存在大量的工业燃烧烟气,其NOx排放量占总量的30~40%,如焦炉、玻璃窑炉、陶瓷炉等,并且锅炉数量大、单台污染物排放量少、污染物浓度高、排放温度低于300℃,现有的中温催化剂及脱硝系统难以处理。《国家环境保护“十三五”规划基本思路》明确提出要完善二氧化硫、氮氧化物等主要污染物总量控制指标体系,各省也颁布了相应的法律法规,严格控制工业烟气污染物排放。宽工作温度脱硝催化剂由于脱硝效率高、工作温度窗口宽、起始温度低等特点,是目前科研人员开发的重点领域。
CN 102614890 A公开了一种用于硝酸、硝盐尾气脱硝的蜂窝整体式SCR催化剂,发明人先将堇青石和辅料经球磨、捏合、陈腐、练泥、成型、烘干和高温烧制成具有网状蜂窝孔的载体,再将氧化铝浆液涂覆在载体中,浸渍于含有钒、钼、钨、锰、铬、铜、铁活性组分溶液中,二次干燥、煅烧,得到SCR催化剂。所制备的催化剂在160-280℃或280-380℃范围内脱硝效率达到95%以上。但是催化剂不抗硫,仅用于硝酸厂和化肥厂,且工作温度区间仅有100℃,难以处理其它工业烟气。
CN 103877988 A公开了一种宽温高效氨选择性催化还原脱硝NO催化剂及其制备方法,将氧化铝粉、氢氧化铝混合均匀,造粒,干燥、焙烧得到催化剂载体,将此载体浸渍在含有碳酸镧铈、硝酸铜、硝酸锰的活性溶液中,二次干燥、煅烧得到成品催化剂。该催化剂温度窗口宽,在工作温度区间内,脱硝效率达到90%以上。但是该催化剂需造粒等复杂工艺,所得到的催化剂为颗粒状或条状,使用范围有限,所采用的活性组分抗硫性差,难以应用于燃煤或燃气领域的烟气处理。
CN 102247832 A公开了氧化钛负载钒钼复合氧化物高效脱硝整体型催化剂,将活性组分仲钼酸铵和偏钒酸铵溶解于草酸溶液中,用草酸调节pH值2-3。载体采用硝酸溶液溶解水铝石,经球磨得到的γ-Al2O3浆液浸渍于堇青石表面。干燥、煅烧得到γ-Al2O3堇青石,在此基础上多次涂覆含有钛酸四丁酯的乙醇溶胶,经过二次干燥、煅烧后的堇青石载体浸渍在活性溶液中,三次干燥、煅烧得到成品催化剂。所得到的催化剂适用于280-450℃或80-200℃的工作温度区间,脱硝效率达到85%。但是,使用涂覆方式除了步骤繁琐外,还存在耐磨性差,使用寿命短,难以适用于工业烟气。
CN 102941083 A公开了一种中低温核壳型脱硝催化剂及制备方法与应用,以铈、锰作为活性中心,铁、钨、钼做为助剂,浸渍在钛基纳米管内,干燥、煅烧得到粉末式脱硝催化剂,在工作温度区间为140-400℃内,脱硝效率达到80%以上。但是钛基纳米管成本较高,难以实际应用。
CN104525216A公开了一种用于宽温度窗口高硫条件下的脱硝催化剂及其制备方法。在商业V2O5-WO3/TiO2催化剂基础上通过添加硝酸铁、硫酸铁、乙酸锰或硝酸铈,得到宽温度窗口脱硝催化剂。在温度区间为260-420℃内,1000ppmSO2条件下,具有良好抗SO2性能,脱硝率80%以上的催化剂。然而,催化剂的脱硝效率偏低。
综上所述,国内外专利关于宽工作温度脱硝催化剂制备方法多数是在铈锰催化剂的基础上,通过改变催化剂载体或提高活性组分的分散性达到低温脱硝。由于铈锰类催化剂抗硫性能差,易中毒失活,难以大规模应用于工业脱硝。而常规V2O5-WO3/TiO2催化剂由于活性组分V2O5含量较高,导致SO2氧化率偏高,SO3和NH3易形成硫酸氢铵堵孔。
发明内容
本发明提供了一种宽工作温度抗硫蜂窝式脱硝催化剂及其制备方法。
一种宽工作温度抗硫蜂窝式脱硝催化剂,其特征在于该催化剂所包含的组分及各组分的质量百分含量为:V2O5 1-5%、WO3 0.01-6%、MoO3 0.01-6%、MgO 0.01-0.5%、玻璃纤维3-6%、TiO2 69.0-95.95%、SiO2 0.01-3%及如下质量百分含量的组分中的一种或多种:B2O30.01-1%、F 0.01-1%、SnO2 0.01-1 %、P2O5 0.01-1.5%、Sb2O3 0.01-1 %。
如上所述宽工作温度抗硫蜂窝式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于具体步骤为:
a.将乙醇胺加入水溶解,加热至70-90℃,加入钒前驱体偏钒酸铵,搅拌,溶解,加入钨前驱体仲钨酸铵或偏钨酸铵、钼前驱体钼酸铵,搅拌,使其充分反应,记作活性组分溶液A;将镁前驱体硝酸镁加入水中,记作活性组分溶液B,B溶液中含有硼前驱体硼酸、氟前驱体氟化铵、锡前驱体硫酸亚锡、磷前驱体磷酸氢二铵或磷酸三铵、锑前驱体三氧化二锑这五种中的一种或多种;
b.第一次混炼,称取钛硅粉、粘合剂和造孔剂加入混料机中,低速搅拌3-10min;第二次混炼,加入水和氨水溶液,高速搅拌10-20min;第三次混炼,将活性组分溶液A缓慢加入,高速搅拌10-20min;第四次混炼,将溶液B缓慢加入,高速搅拌10-20min;第五次混炼,加入成型助剂,高速搅拌5-15min;第六次混炼,将钛硅粉加入混料机中,高速搅拌混料20-60min,用氨水调节pH至7.5-8.5,控制水分在29-32%,经过滤、真空捏合后的原料密封,陈腐;
c.将陈腐后的原料经过强力挤出机挤出成型,包装好后进行干燥,将干燥完成的蜂窝型催化剂进行煅烧,最后将煅烧完成的催化剂按照尺寸要求切割,即可得到所需催化剂。
步骤a中所述乙醇胺的重量为催化剂干重的0.6-3.0%。
步骤b中所述钛硅粉中SiO2的含量为1-3wt%;第一次混炼所用的钛硅粉占总用量的55-75%,第六次混炼所用的钛硅粉占总用量的25-45%。
步骤b中所述粘合剂为羟丙基甲基纤维素,用量为催化剂干重的0.5-3%;造孔剂为聚氧化乙烯,用量为催化剂干重的0.5-2%。
步骤b中所述成型助剂为玻璃纤维、纸浆纤维和乳酸,其用量依次为催化剂干重的3-6%、0.1-1.5%、0.1-3%。
步骤b中所述陈腐条件为环境温度为20-30℃、环境湿度为60-70%、时间为24h-48h。
步骤c中所述干燥环境温度为20-60℃,湿度为85-10%,由低温高湿逐渐转变为高温低湿,干燥时间为8-9天。
步骤c中所述煅烧窑炉为连续式网带窑炉,设置有27个温度点,抛物线型温度曲线,由15-30℃开始煅烧,最高温度为550-580℃,产品出窑温度为60-80℃,焙烧时间控制在40-48小时。
本发明制备的宽工作温度抗硫蜂窝式脱硝催化剂制备工艺简单,加入有机物含量较少,易于混炼成型,干燥和煅烧的过程中不易开裂,成型合格率可达到95%以上,在保证催化剂品质的基础上,可减少催化剂生产的成本。在混炼过程中,分两次添加活性组分,可使活性组分均匀分布在钛白粉颗粒孔道内部,其他助剂(如成型助剂)氨水和水有序分批次添加,混炼,可使催化剂成分更加均匀,不仅可提高催化剂合格率,而且催化剂活性组分分散性更好,进而提高催化剂脱硝活性,拓展催化剂工作温度窗口,并且提高催化剂抗水和抗SO2能力。催化剂在较宽的温度区间内(200-440℃)、2000ppmNO、500ppmSO2的条件下,脱硝率能达到90%以上。
本发明使用V2O5作为活性中心,通过添加两种助剂WO3和MoO3,增强活性中心与载体协同作用的同时,提高催化剂选择性,防止N2O的生成。通过添加少量的活性助剂(如MgO、SnO2、Sb2O3等)提高催化剂抗硫性能,抑制SO2氧化。添加少量的助剂(如B2O3、F-、P2O5等)提高二氧化钛载体表面的酸性位,使NH3更易于吸附在载体表面,促进低温快速反应,使催化剂在低温和中温段脱硝效率大幅度提高。添加少量的SiO2可提高催化剂抗压强度,降低催化剂磨损率,延长催化剂使用寿命。因此,本催化剂通过加入少量助剂,提高催化剂各组分之间的协同作用,拓宽催化剂工作温度区间,提高催化剂的脱硝效率,并且增强催化剂抗水、抗硫性能,可用于处理NOx浓度高、温度较低的工业燃烧烟气,特别是焦炉、玻璃窑炉、陶瓷炉等领域。
具体实施方式
本发明各实施例和对比例的分析评价方法为:
活性评价在自制的催化剂评价装置上测定,评定条件:取整体蜂窝式脱硝催化剂,反应温度为160~480℃,气体条件为:模拟焦炉烟气2000ppmNH3+2000ppmNO+500ppmSO2+5%O2,N2平衡,压力为常压,空速为5000mlmg-1h-1,以NO的转化率测定催化剂的反应活性,产物用KM9106烟气分析仪进行分析。
实施例1
a. 称取13.42kg乙醇胺,加入80.0L水溶解,加热至85℃,加入偏钒酸铵17.71kg,搅拌、溶解,加入仲钨酸铵1.63kg、钼酸铵36.80kg,搅拌,使其充分反应,记作活性组分溶液A,将硝酸镁0.64kg和三氧化二锑0.11kg加入到6.0L水中,记作活性组分溶液B。
b.第一次混炼,称取含有1%SiO2的钛硅粉637.0kg、粘结剂羟丙基甲基纤维素6.93kg和造孔剂聚氧化乙烯7.89kg加入混料机中,低速搅拌5min;第二次混炼,加入90.0L水和30.0L氨水溶液,高速搅拌10min;第三次混炼,将活性组分溶液A缓慢加入,高速搅拌20min;第四次混炼,将溶液B缓慢加入,高速搅拌10min;第五次混炼,加入成型助剂纸浆纤维3.0kg、玻璃纤维30.0kg、乳酸11.50kg;第六次混炼,将剩余273.0kg的钛硅粉加入混料机中,高速搅拌混料60min,用氨水调节pH至8.0,控制水分在29.0%,经过滤、真空捏合后的原料密封,陈腐24h。
c. 将陈腐后的原料经过强力挤出机挤出成型,包装好后进行干燥,干燥环境温度为20-60℃,湿度为85-10%,由低温高湿逐渐转变为高温低湿,干燥时间为8天。将干燥完成的蜂窝型催化剂进行煅烧,煅烧窑炉为连续式网带窑炉,设置有27个温度点,抛物线型温度曲线,由15℃开始煅烧,最高温度为580℃,产品出窑温度为80℃,焙烧时间控制在40h。最后将煅烧完成的催化剂按照尺寸要求切割,即可得到所需催化剂。催化剂记为CAT-1。
实施例2
a. 称取16.78kg乙醇胺,加入100.0L水溶解,加热至90℃,加入偏钒酸铵20.14kg,搅拌、溶解,加入仲钨酸铵11.26kg、钼酸铵61.33kg,搅拌,使其充分反应,记作活性组分溶液A,将硝酸镁1.36kg、硼酸3.63 kg加入到6.0L水中,记作活性组分溶液B。
b.第一次混炼,称取含有2%SiO2的钛硅粉601.0kg、粘结剂羟丙基甲基纤维素6.53kg和造孔剂聚氧化乙烯7.44kg加入混料机中,低速搅拌5min;第二次混炼,加入80.0L水和35.0L氨水溶液,高速搅拌10min;第三次混炼,将活性组分溶液A缓慢加入,高速搅拌20min;第四次混炼,将B溶液缓慢加入,高速搅拌10min;第五次混炼,加入成型助剂纸浆纤维2.0kg、玻璃纤维50.0kg、乳酸10.86kg;第六次混炼,将剩余258.0kg的钛硅粉加入混料机中,高速搅拌混料60min,用氨水调节pH至7.9,控制水分在29.5%,经过滤、真空捏合后的原料密封,陈腐36h。
c. 将陈腐后的原料经过强力挤出机挤出成型,包装好后进行干燥,干燥环境温度为25-60℃,湿度为85-10%,由低温高湿逐渐转变为高温低湿,干燥时间为8天。将干燥完成的蜂窝型催化剂进行煅烧,煅烧窑炉为连续式网带窑炉,设置有27个温度点,抛物线型温度曲线,由15℃开始煅烧,最高温度为560℃,产品出窑温度为80℃,焙烧时间控制在42h。最后将煅烧完成的催化剂按照尺寸要求切割,即可得到所需催化剂。催化剂记为CAT-2。
实施例3
a. 称取9.82kg乙醇胺,加入120.0L水溶解,加热至70℃,加入偏钒酸铵23.14kg,搅拌、溶解,加入仲钨酸铵21.46kg、钼酸铵51.03kg,搅拌,使其充分反应,记作活性组分溶液A,将硝酸镁2.75kg、硫酸亚锡1.75kg、氟化铵2.26kg,加入到8.0L水中,记作活性组分溶液B。
b. 第一次混炼,称取含有1.5%SiO2的钛硅粉601.0kg、粘结剂羟丙基甲基纤维素6.53kg和造孔剂聚氧化乙烯7.44kg加入混料机中,低速搅拌5min;第二次混炼,加入70.0L水和40.0L氨水溶液,高速搅拌20min;第三次混炼,将活性组分溶液A缓慢加入,高速搅拌15min;第四次混炼,将B溶液缓慢加入,高速搅拌10min;第五次混炼,加入成型助剂纸浆纤维4.0kg、玻璃纤维34.0kg、乳酸10.85kg;第六次混炼,将剩余257.0kg的钛硅粉加入混料机中,高速搅拌混料60min,用氨水调节pH至8.2,控制水分在29.5%,经过滤、真空捏合后的原料密封,陈腐48h。
c. 将陈腐后的原料经过强力挤出机挤出成型,包装好后进行干燥,干燥环境温度为20-60℃,湿度为85-10%,由低温高湿逐渐转变为高温低湿,干燥时间为9天。将干燥完成的蜂窝型催化剂进行煅烧,煅烧窑炉为连续式网带窑炉,设置有27个温度点,抛物线型温度曲线,由15℃开始煅烧,最高温度为550℃,产品出窑温度为60℃,焙烧时间控制在44h。最后将煅烧完成的催化剂按照尺寸要求切割,即可得到所需催化剂。催化剂记为CAT-3。
实施例4
a. 称取15.58kg乙醇胺,加入140.0L水溶解,加热至90℃,加入偏钒酸铵26.14kg,搅拌、溶解,加入仲钨酸铵33.23kg、钼酸铵35.33kg搅拌,使其充分反应,记作活性组分溶液A,将硝酸镁3.36kg、磷酸氢二铵8.30kg加入到10.0L水中,记作活性组分溶液B。
b. 第一次混炼,称取含有1%SiO2的钛硅粉601.0kg、粘结剂羟丙基甲基纤维素6.53kg和造孔剂聚氧化乙烯7.44kg加入混料机中,低速搅拌5min;第二次混炼,加入60.0L水和45.0L氨水溶液,高速搅拌15min;第三次混炼,将活性组分溶液A缓慢加入,高速搅拌20min;第四次混炼,将B溶液缓慢加入,高速搅拌10min;第五次混炼,加入成型助剂纸浆纤维3.0kg、玻璃纤维45.0kg、乳酸10.85kg;第六次混炼,将剩余257.0kg的钛硅粉加入混料机中,高速搅拌混料70min,用氨水调节pH至7.8,控制水分在31.5%,经过滤、真空捏合后的原料密封,陈腐30h。
c. 将陈腐后的原料经过强力挤出机挤出成型,包装好后进行干燥,干燥环境温度为20-60℃,湿度为85-10%,由低温高湿逐渐转变为高温低湿,干燥时间为8天。将干燥完成的蜂窝型催化剂进行煅烧,煅烧窑炉为连续式网带窑炉,设置有27个温度点,抛物线型温度曲线,由15℃开始煅烧,最高温度为550℃,产品出窑温度为60℃,焙烧时间控制在46h。最后将煅烧完成的催化剂按照尺寸要求切割,即可得到所需催化剂。催化剂记为CAT-4。
实施例5
a. 称取26.78kg乙醇胺,加入160.0L水溶解,加热至80℃,加入偏钒酸铵30.49kg,搅拌、溶解,加入钼酸铵22.26kg、仲钨酸铵49.31kg,搅拌,使其充分反应,记作活性组分溶液A,将硝酸镁4.55kg、氟化铵3.06kg、硫酸亚锡2.43kg加入到12.0L水中,记作活性组分溶液B。
b.第一次混炼,称取含有2%SiO2的钛硅粉601.0kg、粘结剂羟丙基甲基纤维素6.53kg和造孔剂聚氧化乙烯7.44kg加入混料机中,低速搅拌5min;第二次混炼,加入50.0L水和55.0L氨水溶液,高速搅拌10min;第三次混炼,将活性组分溶液A缓慢加入,高速搅拌20min;第四次混炼,将B溶液缓慢加入,高速搅拌10min;第五次混炼,加入成型助剂纸浆纤维6.0kg、玻璃纤维58.0kg、乳酸10.85kg;第六次混炼,将剩余257.0kg的钛硅粉加入混料机中,高速搅拌混料60min,用氨水调节pH至7.6,控制水分在30.5%,经过滤、真空捏合后的原料密封,陈腐42h。
c. 将陈腐后的原料经过强力挤出机挤出成型,包装好后进行干燥,干燥环境温度为20-60℃,湿度为85-10%,由低温高湿逐渐转变为高温低湿,干燥时间为8天。将干燥完成的蜂窝型催化剂进行煅烧,煅烧窑炉为连续式网带窑炉,设置有27个温度点,抛物线型温度曲线,由15℃开始煅烧,最高温度为550℃,产品出窑温度为80℃,焙烧时间控制在48h。最后将煅烧完成的催化剂按照尺寸要求切割,即可得到所需催化剂。催化剂记为CAT-5。
实施例6
a. 称取21.85kg乙醇胺,加入200.0L水溶解,加热至90℃,加入偏钒酸铵34.56kg,搅拌、溶解,加入偏钨酸铵56.52kg、钼酸铵1.06kg,搅拌,使其充分反应,记作活性组分溶液A,将硝酸镁5.36kg、硼酸0.75kg、氟化铵3.06kg、硫酸亚锡3.03kg、磷酸氢二铵10.61kg加入到18.0L水中,记作活性组分溶液B。
b. 第一次混炼,称取含有2.5%SiO2的钛硅粉594.0kg、粘结剂羟丙基甲基纤维素6.46kg和造孔剂聚氧化乙烯7.36kg加入混料机中,低速搅拌3min;第二次混炼,加入50.0L水和30.0L氨水溶液,高速搅拌10min;第三次混炼,将活性组分溶液A缓慢加入,高速搅拌30min;第四次混炼,将B溶液缓慢加入,高速搅拌20min;第五次混炼,加入成型助剂纸浆纤维6.0kg、玻璃纤维42.0kg、乳酸10.73kg,第六次混炼;将剩余255.0kg的钛硅粉加入混料机中,高速搅拌混料80min,用氨水调节pH至7.9,控制水分在29.8%,经过滤、真空捏合后的原料密封,陈腐36h。
c. 将陈腐后的原料经过强力挤出机挤出成型,包装好后进行干燥,干燥环境温度为20-60℃,湿度为85-10%,由低温高湿逐渐转变为高温低湿,干燥时间为9天。将干燥完成的蜂窝型催化剂进行煅烧,煅烧窑炉为连续式网带窑炉,设置有27个温度点,抛物线型温度曲线,由15℃开始煅烧,最高温度为560℃,产品出窑温度为60℃,焙烧时间控制在48h。最后将煅烧完成的催化剂按照尺寸要求切割,即可得到所需催化剂。催化剂记为CAT-6。
对比例1
a. 称取12.71kg乙醇胺,加入120.0L水溶解,加热至90℃,加入偏钒酸铵27.14kg,搅拌、溶解,加入仲钨酸铵58.31kg,搅拌,使其充分反应,记作活性组分溶液A。
b. 第一次混炼,称取含有1%SiO2的钛硅粉612.5kg、粘结剂羟丙基甲基纤维素6.66kg和造孔剂聚氧化乙烯7.59kg加入混料机中,低速搅拌3min;第二次混炼加入60.0L水和30.0L氨水溶液,高速搅拌10min;第三次混炼,将活性组分溶液A缓慢加入,高速搅拌30min;第四次混炼,加入成型助剂纸浆纤维4.2kg、玻璃纤维52.0kg、乳酸11.06kg,高速搅拌20min;第五次混炼,将剩余262.5kg的钛硅粉加入混料机中,高速搅拌混料30min,用氨水调节pH至8.0,控制水分在29.5%,经过滤、真空捏合后的原料密封,陈腐24h。
c. 将陈腐后的原料经过强力挤出机挤出成型,包装好后进行干燥,干燥环境温度为20-60℃,湿度为85-10%,由低温高湿逐渐转变为高温低湿,干燥时间为8天。将干燥完成的蜂窝型催化剂进行煅烧,煅烧窑炉为连续式网带窑炉,设置有27个温度点,抛物线型温度曲线,由15℃开始煅烧,最高温度为580℃,产品出窑温度为80℃,焙烧时间控制在48h。最后将煅烧完成的催化剂按照尺寸要求切割,即可得到所需催化剂。催化剂记为DB-1。
对比例2
a. 称取16.71kg乙醇胺,加入100.0L水溶解,加热至90℃,加入偏钒酸铵34.14kg,搅拌、溶解,加入仲钨酸铵23.78kg、钼酸铵40.80kg,搅拌,使其充分反应,记作活性组分溶液A。
b. 第一次混炼,称取含有1%SiO2的钛硅粉605.5kg、粘结剂羟丙基甲基纤维素6.59kg和造孔剂聚氧化乙烯7.50kg加入混料机中,低速搅拌3min;第二次混炼加入80.0L水和40.0L氨水溶液,高速搅拌10min;第三次混炼,将活性组分溶液A缓慢加入,高速搅拌30min;第四次混炼,加入成型助剂纸浆纤维5.8kg、玻璃纤维44.0kg、乳酸11.74kg,高速搅拌20min;第五次混炼,将剩余259.5kg的钛硅粉加入混料机中,高速搅拌混料30min,用氨水调节pH至8.0,控制水分在29.5%,经过滤、真空捏合后的原料密封,陈腐24h。
c. 将陈腐后的原料经过强力挤出机挤出成型,包装好后进行干燥,干燥环境温度为20-60℃,湿度为85-10%,由低温高湿逐渐转变为高温低湿,干燥时间为8天。将干燥完成的蜂窝型催化剂进行煅烧,煅烧窑炉为连续式网带窑炉,设置有27个温度点,抛物线型温度曲线,由15℃开始煅烧,最高温度为580℃,产品出窑温度为80℃,焙烧时间控制在48h。最后将煅烧完成的催化剂按照尺寸要求切割,即可得到所需催化剂。催化剂记为DB-2。
表1 实施例和对比例中催化剂活性
。
Claims (9)
1.一种宽工作温度抗硫蜂窝式脱硝催化剂,其特征在于该催化剂所包含的组分及各组分的质量百分含量为:V2O5 1-5%、WO3 0.01-6%、MoO3 0.01-6%、MgO 0.01-0.5%、玻璃纤维3-6%、TiO2 69.0-95.95%、SiO2 0.01-3%及如下质量百分含量的组分中的一种或多种:B2O30.01-1%、F 0.01-1%、SnO2 0.01-1 %、P2O5 0.01-1.5%、Sb2O3 0.01-1 %。
2.如权利要求1所述宽工作温度抗硫蜂窝式脱硝催化剂的制备方法,其特征在于具体步骤为:
a.将乙醇胺加入水溶解,加热至70-90℃,加入钒前驱体偏钒酸铵,搅拌,溶解,加入钨前驱体仲钨酸铵或偏钨酸铵、钼前驱体钼酸铵,搅拌,使其充分反应,记作活性组分溶液A;将镁前驱体硝酸镁加入水中,记作活性组分溶液B,B溶液中含有硼前驱体硼酸、氟前驱体氟化铵、锡前驱体硫酸亚锡、磷前驱体磷酸氢二铵或磷酸三铵、锑前驱体三氧化二锑这五种中的一种或多种;
b.第一次混炼,称取钛硅粉、粘合剂和造孔剂加入混料机中,低速搅拌3-10min;第二次混炼,加入水和氨水溶液,高速搅拌10-20min;第三次混炼,将活性组分溶液A缓慢加入,高速搅拌10-20min;第四次混炼,将溶液B缓慢加入,高速搅拌10-20min;第五次混炼,加入成型助剂,高速搅拌5-15min;第六次混炼,将钛硅粉加入混料机中,高速搅拌混料20-60min,用氨水调节pH至7.5-8.5,控制水分在29-32%,经过滤、真空捏合后的原料密封,陈腐;
c.将陈腐后的原料经过强力挤出机挤出成型,包装好后进行干燥,将干燥完成的蜂窝型催化剂进行煅烧,最后将煅烧完成的催化剂按照尺寸要求切割,即可得到所需催化剂。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤a中所述乙醇胺的重量为催化剂干重的0.6-3.0%。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤b中所述钛硅粉中SiO2的含量为1-3wt%;第一次混炼所用的钛硅粉占总用量的55-75%,第六次混炼所用的钛硅粉占总用量的25-45%。
5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤b中所述粘合剂为羟丙基甲基纤维素,用量为催化剂干重的0.5-3%;造孔剂为聚氧化乙烯,用量为催化剂干重的0.5-2%。
6.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤b中所述成型助剂为玻璃纤维、纸浆纤维和乳酸,其用量依次为催化剂干重的3-6%、0.1-1.5%、0.1-3%。
7.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤b中所述陈腐条件为环境温度为20-30℃、环境湿度为60-70%、时间为24h-48h。
8.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤c中所述干燥环境温度为20-60℃,湿度为85-10%,由低温高湿逐渐转变为高温低湿,干燥时间为8-9天。
9.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于步骤c中所述煅烧窑炉为连续式网带窑炉,设置有27个温度点,抛物线型温度曲线,由15-30℃开始煅烧,最高温度为550-580℃,产品出窑温度为60-80℃,焙烧时间控制在40-48小时。
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