CN108126688A - 一种蜂窝状脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

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尚璐
张永清
张海红
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Abstract

本发明公开了一种蜂窝状脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂由以下重量份数的各组分制备而成：二氧化钛70‑80份、三氧化钨8‑15份、五氧化二钒1‑3份、二氧化硅10‑12份、硼酸3‑4份、硬脂酸1.5‑3份。该催化剂依次经混料、捏合，挤出成型，两次干燥，焙烧制得。本发明的催化剂具有易成型脱模、机械强度高、使用寿命长、制作过程简单、脱硝效率高的优点。

Description

一种蜂窝状脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种蜂窝状脱硝催化剂。
背景技术
氮氧化物(NOX)是大气污染物主要成分之一，可以形成酸雨、光化学烟雾等，对环境和人类健康造成了重大的危害，随着环保意识的增强，如何减少氮氧化物的排放，已经成为了研究的热点。目前，我国的氮氧化物主要从煤燃烧和工业烟雾排放产生，传统用于除去氮氧化物的催化剂虽然在一定程度上可以除去氮氧化物，但是，仍然存在催化剂机械强度差，使用寿命短，制作过程不易成型脱模等不足。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种耐压强度高、不易粉化、制作过程干燥及煅烧收缩率低、容易成型脱模的脱硝催化剂。
本发明的技术方案如下：
一种蜂窝状脱硝催化剂，该催化剂由以下重量份数的各组分制备而成：
二氧化钛 70-80份
三氧化钨 8-15份
五氧化二钒 1-3份
二氧化硅 10-12份
硼酸 3-4份
硬脂酸 1.5-3份。
所述二氧化硅和硼酸的总质量占二氧化钛质量的20％。
所述二氧化硅为300目粒径。
所述二氧化钛为商业纳米锐钛型二氧化钛。
所述脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)混料、捏合
将所有原材料组分混合均匀，在混合物中加入适量的水以及液体添加剂进行捏合，制得泥状膏体物；
(2)挤出成型
将制得的泥状膏体物取出之后放入练泥机里经过真空练泥及老化处理后，再将物料送入挤出机挤出蜂窝状的催化剂胚体；
(3)干燥
第一次干燥：先将催化剂送入恒温恒湿箱内，去除部分水汽并且保持整个催化剂胚体的水分均匀，防止引起干裂；
第二次干燥：经第一次干燥后，取出催化剂烘干；
(4)焙烧
将干燥后的催化剂送入马弗炉里，进行焙烧，完成焙烧后即可得到蜂窝状催化剂。
步骤(3)所述恒温恒湿箱控制升温速度为2℃/min，温度50℃以及湿度为40％。
步骤(4)所述焙烧的温度为350～500℃，时间为5～6h。
所述焙烧是先350℃焙烧3h，再经500℃焙烧3h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
1.商业级纳米二氧化钛作为原料，分散性好、颗粒球形度高、粒径小且分布较为集中，在搅拌捏合的过程中各组分易于充分混合接触，膏料流动性合适，易于定型，成型样品具有较高的机械强度，耐磨性好，质地均匀。
2.二氧化硅的添加使得膏料的可塑性和流动性变低，但硼酸溶于水后成为粘稠状，具有较好的润滑和粘结性能，二者按照一定比例混合后，可以提高膏状混料的可塑性。
3.成型过程影响催化剂的的机械性能，而该成型过程与原料粉体的吸水率和样品的收缩率有直接关系。当二氧化硅和硼酸混合加入时，原料粉体吸水率减少，相应样品的收缩率也会减少，避免引起样品煅烧成型时的开裂现象，使得催化剂的机械性能比未添加二氧化硅和硼酸时有所提高。
4.硬脂酸的加入，使催化剂膏料易于成型脱模。
5.催化剂压降相对较低、催化剂表面平整、平行通道有利于飞灰的通过、开口的面积比较大、不易被堵塞、使用寿命长，脱硝效率高。
6.加工工艺简单，可实现批量化生产，节省了大量的人工成本，提高了生产效率。
具体实施方式
实施例1：
按照以下重量份数称取各组分：
二氧化钛 80份
三氧化钨 15份
五氧化二钒 3份
二氧化硅 12份
硼酸 4份
硬脂酸 3份。
将各原料按上述比例在和泥机中混合后，搅拌均匀，加入水以及液体添加剂进行捏合，再挤出成型，然后，在恒温恒湿箱中，设置升温速度为2℃/min、温度50℃、湿度40％，进行一次干燥，在烘箱中(105℃、24h)进行二次干燥，最后放置马弗炉中进行高温焙烧(先350℃3h、再经500℃3h)，即可得到成品。
实施例2：
按照以下重量份数称取各组分：
二氧化钛 75份
三氧化钨 12份
五氧化二钒 2.5份
二氧化硅 11.5份
硼酸 3.5份
硬脂酸 1.5份。
制备过程同实施例1。
实施例3：
按照以下重量份数称取各组分：
二氧化钛 75份
三氧化钨 8份
五氧化二钒 1份
二氧化硅 12份
硼酸 3份
硬脂酸 1.5份。
制备过程同实施例1。
将上述制备的催化剂样品，进行性能检测：结果表明，本发明的脱硝催化剂干燥收缩率及煅烧收缩率小、耐压强度高，延长了催化剂的使用寿命，脱硝效果优良。
如以实施例1制备的脱硝催化剂样品为例：脱硝催化剂干燥收缩率为0.197％、煅烧总收缩率为0.583％、轴向耐压强度为0.9101MPa、侧向耐压强度为0.6323MPa，脱硝率达86.52％。而对比实验例(未添加二氧化硅和硼酸混合物)的干燥收缩率为1.012％，煅烧总收缩率为1.316％，轴向耐压强度为0.7120MPa，侧向耐压强度为0.4692MPa。
以实施例2制备的脱硝催化剂样品为例：脱硝催化剂干燥收缩率为0.226％、煅烧总收缩率为0.698％、轴向耐压强度为0.7894MPa、侧向耐压强度为0.5269MPa，脱硝率达83.49％。而对比实验例(未添加二氧化硅和硼酸混合物)的干燥收缩率为1.012％，煅烧总收缩率为1.316％，轴向耐压强度为0.7120MPa，侧向耐压强度为0.4692MPa。
实施例3制备的脱硝催化剂样品为例：脱硝催化剂干燥收缩率为0.218％、煅烧总收缩率为0.612％、轴向耐压强度为0.8901MPa、侧向耐压强度为0.5623MPa，脱硝率达81.67％。而对比实验例(未添加二氧化硅和硼酸混合物)的干燥收缩率为1.012％，煅烧总收缩率为1.316％，轴向耐压强度为0.7120MPa，侧向耐压强度为0.4692MPa。

Claims (8)

1.一种蜂窝状脱硝催化剂，其特征在于，该催化剂由以下重量份数的各组分制备而成：
二氧化钛70-80份
三氧化钨8-15份
五氧化二钒1-3份
二氧化硅10-12份
硼酸3-4份
硬脂酸1.5-3份。
2.根据权利要求1所述的脱硝催化剂，其特征在于，所述二氧化硅和硼酸的总质量占二氧化钛质量的20％。
3.根据权利要求2所述的脱硝催化剂，其特征在于，所述二氧化硅为300目粒径。
4.根据权利要求1所述的脱硝催化剂，其特征在于，所述二氧化钛为纳米锐钛型二氧化钛。
5.权利要求1～4任意一项所述脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)混料、捏合
将所有原材料组分混合均匀，在混合物中加入适量的水以及液体添加剂进行捏合，制得泥状膏体物；
(2)挤出成型
将制得的泥状膏体物取出之后放入练泥机里经过真空练泥及老化处理后，再将物料送入挤出机挤出蜂窝状的催化剂胚体；
(3)干燥
第一次干燥：先将催化剂送入恒温恒湿箱内，去除部分水汽且保持整个催化剂胚体的水分均匀；
第二次干燥：经第一次干燥后，取出催化剂烘干；
(4)焙烧
将干燥后的催化剂送入马弗炉里，进行焙烧，完成焙烧后得到蜂窝状催化剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述恒温恒湿箱控制的升温速度为2℃/min，温度50℃以及湿度为40％。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述焙烧的温度为350～500℃，时间为5～6h。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧是先350℃焙烧3h，再经500℃焙烧3h。
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