CN114917925A - 一种复合型VOCs催化剂及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种复合型VOCs催化剂及其生产方法，属于催化剂技术领域。其中，所述复合型VOCs催化剂包含如下组分：20%‑30%的氧化铝种子、20%‑25%的高岭土、16%‑20%的氧化铝、4%‑5%的堇青石粉、15%‑20%的活性炭球状颗粒、0‑1%的钯金属盐、0‑2%的铜金属、3%‑6%的锰金属盐、2%‑4%的铈金属盐、1%‑4%的粘结剂和1%‑5%的增强剂。所述生产方法包括定量称量、滚制成球、微波干燥、材料混合、装填成型、二次微波干燥和脱模入炉焙烧等步骤。本发明能够提高有机废气与催化剂有效组分的接触面积，有效降低催化剂的起燃温度，并提高催化剂的催化效率。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂技术领域，具体而言，涉及一种复合型VOCs催化剂及其生产方法。
背景技术
为了根本解决PM2.5、O3等污染问题，切实改善大气环境质量，国家应积极推进其关键前体物VOCs的污染防治工作。同时，由于VOCs排放来源复杂、排放形式多样以及物质种类繁多，则建立VOCs污染防治体系难度较大。因此，如何切合我国的实际全面开展VOCs的污染防治工作，是一项刻不容缓、艰巨复杂的任务。
对于VOCs有机废气的处理，最终基本都是通过催化燃烧，生成二氧化碳和水，催化剂催化效率的高低直接影响对有机废气的治理，如何在有限组分条件下，提高催化剂的催化效率，尤为关键。目前VOCs催化剂的有效组分与有机废气的接触面积有限，且起燃温度较高，存在催化效率较低等缺陷。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种复合型VOCs催化剂及其生产方法，旨在提高有机废气与催化剂有效组分的接触面积，有效降低催化剂的起燃温度，并提高催化剂的催化效率。
第一方面，本发明实施例提供的一种复合型VOCs催化剂，包含如下组分：20%-30%的氧化铝种子、20%-25%的高岭土、16%-20%的氧化铝、4%-5%的堇青石粉、15%-20%的活性炭球状颗粒、0-1%的钯金属盐、0-2%的铜金属、3%-6%的锰金属盐、2%-4%的铈金属盐、1%-4%的粘结剂和1%-5%的增强剂。
优选地，所述复合型VOCs催化剂包含如下组分：20%的氧化铝种子、25%的高岭土、20%的氧化铝、5%的堇青石粉、16%的活性炭球状颗粒、1%的钯金属盐、3.6%锰金属盐、2.4%的铈金属盐、2%的铜金属盐、2%的粘结剂和3%的增强剂。
优选地，所述复合型VOCs催化剂包含如下组分：30%的氧化铝种子、20%的高岭土、16%的氧化铝、4%的堇青石粉、16%的活性炭球状颗粒、0.5%的钯金属盐、5.7%的锰金属盐、3.8%的铈金属盐、1%的铜金属盐、1%的粘结剂和2%的增强剂。
优选地，所述复合型VOCs催化剂包含如下组分：20%的氧化铝种子、23.5%的高岭土、18.8%的氧化铝、4.7%堇青石粉、20%的活性炭球状颗粒、1%的钯金属盐、3%的锰金属盐、2%的铈金属盐、2%的铜金属盐、2%的粘结剂和3%的增强剂。
优选地，所述复合型VOCs催化剂包含如下组分：25%的氧化铝种子、23%的高岭土、18.4%的氧化铝、4.6%的堇青石粉、15%的活性炭球状颗粒、1%的钯金属盐、3.6%的锰金属盐、2.4%的铈金属盐、2%的铜金属盐、2%的粘结剂和3%的增强剂。
优选地，所述氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm。
第二方面，本发明实施例提供的一种复合型VOCs催化剂的生产方法，应用于上述复合型VOCs催化剂，所述生产方法包括以下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合；
滚制成球：将混合好的原料进行均匀滚制得到球体，在滚制过程中添加为原料质量20%的去离子水，并控制加原料速度与加去离子水速度，控制所述球体直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的球体放入微波干燥；
材料混合：将滚制好的球体、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加水搅拌均匀至具有可塑性，得到拌和料；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波干燥得到试块，控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将所述试块脱模后，放入炉内焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间为6-10h。
本发明的有益效果是：
本发明实施例提供的复合型VOCs催化剂的生产方法，通过定量称量、滚制成球、微波干燥、材料混合、装填成型、二次微波干燥和脱模入炉焙烧等步骤，能够有效降低VOCs催化剂的生产成本和缩短生产周期。另外，所述复合型VOCs催化剂包含如下组分：20%-30%的氧化铝种子、20%-25%的高岭土、16%-20%的氧化铝、4%-5%的堇青石粉、15%-20%的活性炭球状颗粒、0-1%的钯金属盐、0-2%的铜金属、3%-6%的锰金属盐、2%-4%的铈金属盐、1%-4%的粘结剂和1%-5%的增强剂，能够提高有机废气与催化剂有效组分的接触面积，有效降低催化剂的起燃温度，并提高催化剂的催化效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
其中，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1
本发明实施例提供的一种复合型VOCs催化剂的生产方法，用于制备复合型VOCs催化剂，所述生产方法主要包括如下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合；
滚制成球：将混合好的原料进行均匀滚制得到球体，在滚制过程中添加为原料质量20%的去离子水，并控制加原料速度与加去离子水速度，控制所述球体直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的球体放入微波干燥；
材料混合：将滚制好的球体、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加水搅拌均匀至具有可塑性，得到拌和料；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波干燥得到试块，控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将所述试块脱模后，放入炉内焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间为6-10h。
本实施例中，所述复合型VOCs催化剂，包含如下组分：20%-30%的氧化铝种子、20%-25%的高岭土、16%-20%的氧化铝、4%-5%的堇青石粉、15%-20%的活性炭球状颗粒、0-1%的钯金属盐、0-2%的铜金属、3%-6%的锰金属盐、2%-4%的铈金属盐、1%-4%的粘结剂和1%-5%的增强剂。
优选地，所述氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm。
实施例2
本发明实施例提供的一种复合型VOCs催化剂的生产方法，用于制备复合型VOCs催化剂，所述生产方法主要包括如下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合；
滚制成球：将混合好的原料进行均匀滚制得到球体，在滚制过程中添加为原料质量20%的去离子水，并控制加原料速度与加去离子水速度，控制所述球体直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的球体放入微波干燥；
材料混合：将滚制好的球体、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加水搅拌均匀至具有可塑性，得到拌和料；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波干燥得到试块，控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将所述试块脱模后，放入炉内焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间为6-10h。
本实施例中，所述复合型VOCs催化剂包含如下组分：30%的氧化铝种子、20%的高岭土、16%的氧化铝、4%的堇青石粉、16%的活性炭球状颗粒、0.5%的钯金属盐、5.7%的锰金属盐、3.8%的铈金属盐、1%的铜金属盐、1%的粘结剂和2%的增强剂。
优选地，所述氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm。
实施例3
本发明实施例提供的一种复合型VOCs催化剂的生产方法，用于制备复合型VOCs催化剂，所述生产方法主要包括如下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合；
滚制成球：将混合好的原料进行均匀滚制得到球体，在滚制过程中添加为原料质量20%的去离子水，并控制加原料速度与加去离子水速度，控制所述球体直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的球体放入微波干燥；
材料混合：将滚制好的球体、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加水搅拌均匀至具有可塑性，得到拌和料；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波干燥得到试块，控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将所述试块脱模后，放入炉内焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间为6-10h。
本实施例中，所述复合型VOCs催化剂包含如下组分：20%的氧化铝种子、23.5%的高岭土、18.8%的氧化铝、4.7%堇青石粉、20%的活性炭球状颗粒、1%的钯金属盐、3%的锰金属盐、2%的铈金属盐、2%的铜金属盐、2%的粘结剂和3%的增强剂。
优选地，所述氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm。
实施例4
本发明实施例提供的一种复合型VOCs催化剂的生产方法，用于制备复合型VOCs催化剂，所述生产方法主要包括如下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合；
滚制成球：将混合好的原料进行均匀滚制得到球体，在滚制过程中添加为原料质量20%的去离子水，并控制加原料速度与加去离子水速度，控制所述球体直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的球体放入微波干燥；
材料混合：将滚制好的球体、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加水搅拌均匀至具有可塑性，得到拌和料；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波干燥得到试块，控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将所述试块脱模后，放入炉内焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间为6-10h。
本实施例中，所述复合型VOCs催化剂包含如下组分：25%的氧化铝种子、23%的高岭土、18.4%的氧化铝、4.6%的堇青石粉、15%的活性炭球状颗粒、1%的钯金属盐、3.6%的锰金属盐、2.4%的铈金属盐、2%的铜金属盐、2%的粘结剂和3%的增强剂。
优选地，所述氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm。
将实施例1-4中的复合型VOCs催化剂与传统蜂窝催化剂的性能进行对比，得到数
据如下表所示：
| [0001] | [0002] 蜂窝催化剂 | [0003] 复合催化剂 |
| [0004] 起燃温度 | [0005] 270℃ | [0006] 270℃ |
| [0007] 入口浓度 | [0008] 2800mg/m³ | [0009] 3000 mg/m³ |
| [0010] 出口浓度 | [0011] 110 mg/m³ | [0012] 25 mg/m³ |
| [0013] 催化剂效率 | [0014] 96% | [0015] 99.17% |
可见，本发明实施例所提供的复合型VOCs催化剂具有更高的催化效率。
需要说明的是，本发明实施例通过将较大球体颗粒堆积填充能够形成较大的空隙空间，另外通过添加活性炭颗粒可增大空隙体积，在VOCs催化剂内部形成密集的空腔，能够提高有机废气与催化剂有效组分的接触面积，在相同有效组分参量的情况下，添加一定组分的钯，保持催化效率不变，能够有效降低催化剂的起燃温度，并提高催化剂的催化效率。
综上所述，本发明实施例提供的复合型VOCs催化剂的生产方法，通过定量称量、滚制成球、微波干燥、材料混合、装填成型、二次微波干燥和脱模入炉焙烧等步骤，能够有效降低VOCs催化剂的生产成本和缩短生产周期。另外，所述复合型VOCs催化剂包含如下组分：20%-30%的氧化铝种子、20%-25%的高岭土、16%-20%的氧化铝、4%-5%的堇青石粉、15%-20%的活性炭球状颗粒、0-1%的钯金属盐、0-2%的铜金属、3%-6%的锰金属盐、2%-4%的铈金属盐、1%-4%的粘结剂和1%-5%的增强剂，能够提高有机废气与催化剂有效组分的接触面积，有效降低催化剂的起燃温度，并提高催化剂的催化效率。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种复合型VOCs催化剂，其特征在于，包含如下组分：20%-30%的氧化铝种子、20%-25%的高岭土、16%-20%的氧化铝、4%-5%的堇青石粉、15%-20%的活性炭球状颗粒、0-1%的钯金属盐、0-2%的铜金属、3%-6%的锰金属盐、2%-4%的铈金属盐、1%-4%的粘结剂和1%-5%的增强剂。
2.根据权利要求1所述的复合型VOCs催化剂，其特征在于，包含如下组分：20%的氧化铝种子、25%的高岭土、20%的氧化铝、5%的堇青石粉、16%的活性炭球状颗粒、1%的钯金属盐、3.6%锰金属盐、2.4%的铈金属盐、2%的铜金属盐、2%的粘结剂和3%的增强剂。
3.根据权利要求1所述的复合型VOCs催化剂，其特征在于，包含如下组分：30%的氧化铝种子、20%的高岭土、16%的氧化铝、4%的堇青石粉、16%的活性炭球状颗粒、0.5%的钯金属盐、5.7%的锰金属盐、3.8%的铈金属盐、1%的铜金属盐、1%的粘结剂和2%的增强剂。
4.根据权利要求1所述的复合型VOCs催化剂，其特征在于，包含如下组分：20%的氧化铝种子、23.5%的高岭土、18.8%的氧化铝、4.7%堇青石粉、20%的活性炭球状颗粒、1%的钯金属盐、3%的锰金属盐、2%的铈金属盐、2%的铜金属盐、2%的粘结剂和3%的增强剂。
5.根据权利要求1所述的复合型VOCs催化剂，其特征在于，包含如下组分：25%的氧化铝种子、23%的高岭土、18.4%的氧化铝、4.6%的堇青石粉、15%的活性炭球状颗粒、1%的钯金属盐、3.6%的锰金属盐、2.4%的铈金属盐、2%的铜金属盐、2%的粘结剂和3%的增强剂。
6.根据权利要求1所述的复合型VOCs催化剂，其特征在于，所述氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm。
7.一种复合型VOCs催化剂的生产方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的复合型VOCs催化剂，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合；
滚制成球：将混合好的原料进行均匀滚制得到球体，在滚制过程中添加为原料质量20%的去离子水，并控制加原料速度与加去离子水速度，控制所述球体直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的球体放入微波干燥；
材料混合：将滚制好的球体、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加水搅拌均匀至具有可塑性，得到拌和料；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波干燥得到试块，控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将所述试块脱模后，放入炉内焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间为6-10h。
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