CN114713292A

CN114713292A - 一种端面处理剂及其制作方法和应用以及催化剂再生后端面处理方法

Info

Publication number: CN114713292A
Application number: CN202210481643.7A
Authority: CN
Inventors: 杨晓良; 张荣莉; 夏春苗; 张翠歌; 霍朝飞; 程思莹; 孙浩; 朱颖
Original assignee: Anhui Polytechnic University
Current assignee: Anhui Polytechnic University
Priority date: 2022-05-05
Filing date: 2022-05-05
Publication date: 2022-07-08

Abstract

本发明公开了端面处理剂及其制作方法和应用以及催化剂再生后端面处理方法，端面处理剂包含以下重量份的原料：包括磷酸二氢铝100份；二氧化硅15‑25份；二氧化钛25‑45份；五氧化二钒1.2‑2.8份；氧化钨2.5‑4.0份，水为上述药剂总量的40‑75％。本发明端面处理剂及其制作方法和应用以及催化剂再生后端面处理方法，再生催化剂端面进行补强处理，可有效延长催化剂再次使用寿命，提升催化效果，具有较强的实用性和较好的应用前景。

Description

一种端面处理剂及其制作方法和应用以及催化剂再生后端面处理方法

技术领域

本发明属于SCR催化剂技术领域，更具体地说，是涉及一种端面处理剂及其制作方法和应用以及催化剂再生后端面处理方法。

背景技术

氮氧化物是主要的大气污染物之一，是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质。燃煤火电厂是氮氧化物的主要排放源之一。在各种氮氧化物控制技术中，选择催化还原法(简称：SCR)是目前应用最广且最为成熟有效的烟气脱硝技术，在我国，燃煤电厂烟气脱硝工程中多采用钒钛系列(V2O5-TiO2-W/MO)催化剂，以TiO2为载体，V2O5、V2O5-WO3或V2O5-MoO3为活性主分，有蜂窝式、板式和波纹式三种类型。催化剂安装在烟道中合适的位置，混合有还原气体氨气的烟气通过催化剂时发生烟气氮氧化物还原反应，以此达到减少或去除氮氧化物的目的。商业SCR脱硝催化剂的价格昂贵(国产约1.5万元/m³)，机械寿命一般为10年，根据化学寿命根据电厂具体运行工况差异较大，目前市场情况来看，总体2-3年必须进行再生或者报废。废旧SCR催化剂再生已广泛开展。但再生催化剂也存在一些棘手技术难题，废旧催化剂相较新催化剂，机械强度下降，尤其在催化剂上端迎风面表现尤为突出，大多催化剂迎风面出现不同程度磨损，严重时沿迎风面直到催化剂内部出现贯穿大孔，气体可直接无接触穿过，催化剂完全起不到催化作用。当前，催化剂迎风端面涂20-40mm保护膜，虽然增加耐磨性，但该部分起不到催化作用，按一般80cm长单元条计算，损失起催化作用的面积高达3.75％。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种对再生催化剂端面进行补强处理，可有效延长催化剂再次使用寿命，提升催化效果的端面处理剂及其制作方法和应用以及催化剂再生后端面处理方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种端面处理剂，其特征在于：包含以下重量份的原料：包括磷酸二氢铝100份；二氧化硅15-25份；二氧化钛25-45份；五氧化二钒1.2-2.8份；氧化钨2.5-4.0份；水为上述药剂总量的40-75％。

为使上述技术方案更加详尽和具体，本发明还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：

端面处理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将液态磷酸二氢铝加入反应器，开启搅拌，依次加入配方量二氧化硅，搅拌均匀后加入配方量二氧化钛，继续搅拌并升温控制40-60℃，搅拌30-60min，依次加入配方量的五氧化二钒、氧化钨，充分搅拌，停止搅拌得成品待用。

依次加入配方量的五氧化二钒、氧化钨后，搅拌时间不低于1.5小时。

成品在使用前需搅拌5-10min。

端面处理剂在催化剂端面处理中的应用。

一种催化剂再生后端面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：在清洗槽内放入如权利要求1所述的端面处理剂，液位超过隔离板位置，开启电机带动搅拌叶片转动搅拌端面处理药剂；将再生好催化剂单元迎风面端向下放在所述隔离板上浸泡，拿出放置在干燥架或托盘上，于干燥设备固化，拿出冷却即可进行组装成品。

端面处理剂加入液位超过隔离板20-50mm。

将再生好催化剂单元迎风面端向下置于隔离板上浸泡30-60秒。

将浸泡后的催化剂单元置于干燥设备中300-400℃固化30min以上。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明端面处理剂及其制作方法和应用以及催化剂再生后端面处理方法，再生催化剂端面进行补强处理，可有效延长催化剂再次使用寿命，提升催化效果，具有较强的实用性和较好的应用前景。

附图说明

下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明废旧SCR催化剂再生后端面处理装置。

图中标记为：1、电机，2、支架，3、隔离板，4、清洗槽，5、行走轮，6、搅拌叶片，7、板托。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

本发明具体涉及一种端面处理剂及其制作方法和应用以及催化剂再生后端面处理方法，采用端面处理剂对再生催化剂端面进行补强处理，通过在端面处理剂中补充活性物，使处理后端面不损失催化面积。该发明可有效延长催化剂再次使用寿命，同时催化效果相对更明显，其实用价值高，市场前景好，同时具备一定的环保收益。

本发明中，端面处理剂包含以下重量份的原料：

磷酸二氢铝(液态)：100份；二氧化硅(纳米级)：15-25份；二氧化钛(纳米级)：25-45份；五氧化二钒(纳米级)：1.2-2.8份；氧化钨(纳米级)：2.5-4.0份；水为上述药剂总量的40-75％。

端面处理剂的制备方法：

将液态磷酸二氢铝加入反应器(常规设备，比如夹套式不锈钢反应釜)，开启搅拌，依次加入配方量二氧化硅，搅拌均匀后加入配方量二氧化钛和水，继续搅拌并升温控制40-60℃，搅拌30-60min，依次加入五氧化二钒、氧化钨，充分搅拌，搅拌时间不低于1.5小时，优选为2小时至3小时。停止搅拌得成品待用，使用前搅拌5-10min。

具体实施例一

1)端面处理剂配比：

磷酸二氢铝(液态)：100kg；

二氧化硅(纳米级)：20kg；

二氧化钛(纳米级)：30kg；

五氧化二钒(纳米级)：2kg；

氧化钨(纳米级)：3kg；

水：80kg

2)端面处理剂的制备方法：

将液态磷酸二氢铝加入夹套式不锈钢反应釜，开启搅拌，依次加入配方量二氧化硅，搅拌均匀后加入配方量二氧化钛，继续搅拌并升温控制55-60℃，搅拌60min，依次加入五氧化二钒、氧化钨，充分搅拌，加入80kg水，搅拌2.5小时。停止搅拌得成品待用，使用前搅拌10min。

本发明中，该端面处理剂应用在催化剂再生后端面处理中。

为方便催化剂端面处理，设置废旧SCR催化剂再生后端面处理装置，如图1所示，在清洗槽4内放入制备好的端面处理剂，液位高度超过隔离板3一定距离，优选高出位置20-50mm，开启搅拌器，搅拌5-10min。然后将再生好的催化剂单元迎风面端向下放在隔离板3上，由端面处理剂泡30-60秒，拿出放置在干燥架或托盘上，送至干燥设备中300-400℃固化30min以上，拿出冷却即可进行组装成品。

废旧SCR催化剂再生后端面处理装置主要部件说明如下：电机1，常规设备，带动搅拌叶片转动，将端面处理剂使用前充分搅拌均匀；支架2，常规支撑结构，支撑电机1，电机转轴支架带动下方搅拌叶片6转动；隔离板3为金属格栅板或玻璃钢格栅板，格栅板上孔径小于催化剂端面外形尺寸，确保可稳定的支撑放置催化剂，隔离板3两侧边支撑在板托7上，板托7固定在清洗槽4内壁，位于清洗槽4中下部；隔离板3可由板托7上取下，便于整理清洗。清洗槽4，设置为矩形或圆形均可，采用不锈钢材质支撑，清洗槽4的高度及大小根据生产需要设置；行走轮5，常规轮子，设于清洗槽4底部，方便移动该处理装置；搅拌叶片6，为常规搅拌组件，直接连接在电机1的输出轴上，由电机1带动转动。

本发明中催化剂再生后端面处理方法，在清洗槽4内放入端面处理药剂，液位过隔离板20-50mm，开启电机1带动搅拌叶片6转动搅拌端面处理药剂。待端面处理药剂搅拌均匀后将再生好催化剂单元迎风面端向下放在隔离板3上，浸泡30-60秒，拿出放置在干燥架或托盘上，于干燥设备中300-400℃固化30min以上，拿出冷却即可进行组装成品。

催化剂再生后端面处理方法，具体一种实施例：

装置加工：结合图1，废旧SCR催化剂再生后端面处理装置主要部件说明如下：

1、电机1，常规设备功率2.5kw，带搅拌叶片；

2、支架2，碳钢材料，支撑电机1；

3、隔离板3为玻璃钢格栅板，格栅板上孔径小于催化剂端面外形尺寸；

4、隔离板3两侧边支撑在板托7上，板托7固定在清洗槽4内壁，位于清洗槽4中部；隔离板3可由板托7上取下；

5、清洗槽4，加工为矩形，采用304不锈钢材质支撑，清洗槽4的高度50cm，长150cm，宽100cm；

6、行走轮5，常规轮子，设于清洗槽4底部；

7、搅拌叶片6，为常规搅拌组件，直接连接在电机1的输出轴上，由电机1带动转动。

操做部分：

1、结合图1，在清洗槽4内放入端面处理药剂，液位超过过隔离板3约30mm；

2、开启电机1带动搅拌叶片6转动搅拌端面处理药剂；

3、待端面处理药剂搅拌均匀后，将再生好的催化剂单元迎风面端向下放在隔离板3上，浸泡40秒后，拿出放置在干燥架或托盘上；

4、于干燥设备中350℃固化50min，拿出冷却即可进行组装成品。

催化剂再生后端面处理方法，在清洗槽4内放入端面处理药剂，液位过隔离板20-50mm，开启电机1带动搅拌叶片6转动搅拌端面处理药剂。待端面处理药剂搅拌均匀后将再生好催化剂单元迎风面端向下放在隔离板3上，浸泡30-60秒，拿出放置在干燥架或托盘上，于干燥设备中300-400℃固化30min以上，拿出冷却即可进行组装成品。

该方法处理的端面催化剂和传统方法处理的端面催化剂在使用效果方面相比较：传统端面处理后，加强膜覆盖部分无催化作用，损失有效催化面积高达3.8％，本发明处理后催化剂不会损失有效催化面积，因此，在同条件下使用，该发明处理催化剂脱硝效率相比之下可提升1.5-2.47％，优势明显。

本发明具体涉及一种端面处理剂及其制作方法和应用以及催化剂再生后端面处理方法，优点如下：端面处理剂生产工艺简单，生产设施要求低；端面处理装置结构简单，加工成本低，操作安全方便；端面处理工艺操做容易，实施方便、快速；所采用药剂为用量少，相对成本低，耐高温、抗磨损、耐腐蚀性良好；配制工艺简单，施工安全可靠；端面处理满足端面补强，抗磨损，保护催化剂不会由端面引起内部损坏，同时补强层含有活性成分五氧化二钒，保持原效能至少65％以上，优于传统处理(传统端面处理后，加强膜覆盖部分无催化作用，损失有效催化面积高达3.8％)；本发明的整体操作控制工艺过程简单、运行安全，可实现规模化生产，具有广泛的应用前景，环境效益和经济效益显著。

本发明端面处理剂及其制作方法和应用以及催化剂再生后端面处理方法，再生催化剂端面进行补强处理，可有效延长催化剂再次使用寿命，提升催化效果，具有较强的实用性和较好的应用前景。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，但是本发明并不受限于上述方式，只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种端面处理剂，其特征在于：包含以下重量份的原料：包括液态磷酸二氢铝100份；二氧化硅15-25份；二氧化钛25-45份；五氧化二钒1.2-2.8份；氧化钨2.5-4.0份；水为上述药剂总量的40-75％。

2.按照权利要求1所述的端面处理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将液态磷酸二氢铝加入反应器，开启搅拌，依次加入配方量二氧化硅，搅拌均匀后加入配方量二氧化钛，继续搅拌并升温控制40-60℃，搅拌30-60min，依次加入配方量的五氧化二钒、氧化钨，充分搅拌，停止搅拌得成品待用。

3.按照权利要求2所述的端面处理剂的制备方法，其特征在于：依次加入配方量的五氧化二钒、氧化钨后，搅拌时间不低于1.5小时。

4.按照权利要求3所述的端面处理剂的制备方法，其特征在于：成品在使用前需搅拌5-10min。

5.按照权利要求1所述的端面处理剂在催化剂端面处理中的应用。

6.一种催化剂再生后端面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：在清洗槽内放入如权利要求1所述的端面处理剂，液位超过隔离板位置，开启电机带动搅拌叶片转动搅拌端面处理药剂；将再生好催化剂单元迎风面端向下放在所述隔离板上浸泡，拿出放置在干燥架或托盘上，于干燥设备固化，拿出冷却即可进行组装成品。

7.按照权利要求6所述的催化剂再生后端面处理方法，其特征在于：端面处理剂加入液位超过隔离板20-50mm。

8.按照权利要求7所述的催化剂再生后端面处理方法，其特征在于：将再生好催化剂单元迎风面端向下置于隔离板上浸泡30-60秒。

9.按照权利要求8所述的催化剂再生后端面处理方法，其特征在于：将浸泡后的催化剂单元置于干燥设备中300-400℃固化30min以上。