CN212396762U - 内壁多梯度粒径基材的scr蜂窝催化剂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种内壁多梯度粒径基材的SCR蜂窝催化剂，属于SCR蜂窝催化剂技术领域。其技术方案为：包括蜂窝催化剂本体，所述蜂窝催化剂本体的内壁上由内至外涂覆有若干层涂覆层，且内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次增大或依次减小或先增大再减小；内壁和涂覆层上分别浸渍有活性成分。本实用新型可以在表面浸渍层、涂覆层磨损后启用内部的催化剂活性层，维持催化剂的正常运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及SCR蜂窝催化剂技术领域，具体涉及一种内壁多梯度粒径基材的SCR蜂窝催化剂。
背景技术
通常SCR蜂窝催化剂一般采用在其内壁上直接或通过涂覆层浸渍活性成分的方式来达到脱销的目的。但现有的SCR蜂窝催化剂存在以下问题：在新鲜催化剂时具有较高的活性，但随着烟道内烟气的冲刷磨损，浸渍层或涂覆层磨损脱落后会导致催化剂性能大幅下降，催化剂寿命大打折扣。若烟气内有毒成分如钙、硫、砷、碱金属等含量过高的话，当催化剂表面失活时，整根催化剂就不再具有活性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种内壁多梯度粒径基材的SCR蜂窝催化剂及其制备工艺，可以在表面浸渍层、涂覆层磨损后启用内部的催化剂活性层，维持催化剂的正常运行。
本实用新型的技术方案为：
一方面，本实用新型提高了一种内壁多梯度粒径基材的SCR蜂窝催化剂，包括蜂窝催化剂本体，所述蜂窝催化剂本体的内壁上由内至外涂覆有若干层涂覆层，且内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次增大或依次减小或先增大再减小；内壁和涂覆层上分别浸渍有活性成分。
优选地，所述蜂窝催化剂本体由锐钛型钛白粉或氧化铝通体挤出而成，涂覆层采用锐钛型钛白粉或氧化铝粉涂覆而成。
优选地，所述内壁和涂覆层上浸渍的活性成分为钒、锰、铁、铜的氧化物或稀土元素铈、钕。
优选地，所述活性成分的溶液的质量浓度为0.1-6%。
优选地，当内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次增大时，外层涂覆层浸渍钒，内壁与其他涂覆层浸渍其他活性成分；当内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次减小或先增大在减小时，内壁及内层涂覆层浸渍钒、锰、铁或铜，外层涂覆层浸渍其他活性成分。
优选地，当内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次增大时，外层涂覆层浸渍的钒的浓度高于内层涂覆层浸渍的活性成分的浓度；当内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次减小或先增大在减小时，内壁及各层涂覆层浸渍的活性成分的浓度由内至外依次减小。
另一方面，本实用新型还提供了一种内壁多梯度粒径基材的SCR蜂窝催化剂的制备工艺，通体挤出蜂窝催化剂本体，在内壁上浸渍活性成分，干燥后在内壁上涂覆一层涂覆层，涂覆层干燥后浸渍活性成分；重复上述操作至蜂窝催化剂本体的内壁上涂覆若干层涂覆层，且每层涂覆层均浸渍有活性成分。
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本实用新型在SCR蜂窝催化剂内壁上涂覆多层涂覆层，并在内壁及涂覆层上浸渍活性成分，且内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次增大或减小或先增大在减小，这样就可以在表面浸渍层、涂覆层磨损后启用内部的催化剂活性层，维持催化剂的正常运行。
2.本实用新型配合内壁及各层涂覆层孔容孔径的变化，在内壁及不同位置的涂覆层上涂覆不同种类及浓度的活性成分，以使多层涂覆层对烟气中某些成分的吸附能力大小形成梯度变化，这样就可以将这些成分选择性地吸附到吸附能力强的涂覆层上，以提高蜂窝催化剂的抗钙抗硫或抗中毒能力。
附图说明
图1是本实用新型的“溶洞型”孔道的结构示意图。
图2是本实用新型的“倒漏斗型”孔道的结构示意图。
图中，1-蜂窝催化剂本体、2-涂覆层。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，本实施例提供了一种内壁多梯度粒径基材的SCR蜂窝催化剂，包括由锐钛型钛白粉或氧化铝通体挤出而成的蜂窝催化剂本体1，所述蜂窝催化剂本体1的内壁上由内至外涂覆有若干层涂覆层2，且内壁及各层涂覆层2的孔容孔径大小由内至外依次增大或依次减小或先增大再减小，涂覆层2采用锐钛型钛白粉或氧化铝粉涂覆而成；内壁和涂覆层2上分别浸渍有活性成分，活性成分为钒、锰、铁、铜的氧化物（如V2O5）或稀土元素铈、钕，活性成分溶液的质量浓度为0.1-6%。
制备时，首先通体挤出蜂窝催化剂本体，在内壁上浸渍活性成分。待浸渍的活性成分干燥后，在内壁上涂覆一层涂覆层，待涂覆层干燥后，在涂覆层上浸渍上活性成分。重复上述操作至蜂窝催化剂本体内壁上涂覆若干层涂覆层，且每层涂覆层均浸渍有活性成分，即得本实施例的蜂窝催化剂。其中各层涂覆层的孔容孔径大小可通过涂覆的锐钛型钛白粉或氧化铝粉的颗粒大小来调节。
面对高钙、高硫烟气条件导致的催化剂表面因氧化钙堵塞或硫酸氢铵附着而失活等问题，可以将内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小设计为由内至外依次增大，各层涂覆层的微孔相互贯通，制造出微孔外宽内窄的“溶洞型”结构的孔道。这样在氧化钙、硫酸氢铵等附着在孔道内壁时，不会发生孔道口堵塞而导致孔道内部无法吸附氧化钙、硫酸氢铵的问题，维持了孔道内部的吸附性，使催化剂的抗钙、抗硫性能大大提升。
面对高砷、高碱金属烟气条件导致的催化剂表面活性位被碱金属、砷附着而中毒失活的问题，可以将内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小设计为由内至外依次减小或先增大再减小，各层涂覆层的微孔相互贯通，制造出微孔呈“倒漏斗型”或“洗耳球型”结构的孔道。由于孔道开口小而内部空间大，且内壁及涂覆层上都浸渍有活性成分，因此产生的毛细效应使催化剂具有更高吸附性，容易将烟气吸附进孔道内部，其中的砷、碱金属就被吸附在孔道的内部，从而达到保护孔道表面活性位的效果，提高了催化剂的抗中毒能力。
实施例2
在实施例1的基础上，当内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次增大时，外层涂覆层浸渍钒氧化物（如V2O5），内壁与其他涂覆层浸渍其他活性成分；当内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次减小或先增大在减小时，内壁及内层涂覆层浸渍钒、锰、铁或铜的氧化物（如V2O5等），外层涂覆层浸渍其他活性成分（如稀土元素铈、钕）。
面对高钙、高硫烟气，催化剂内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次增大，制造出微孔外宽内窄的“溶洞型”结构的孔道。此时在外层的涂覆层上浸渍上钒氧化物（如V2O5），内壁与其他涂覆层浸渍其他活性成分，这样就使得外层涂覆层较内壁及其他涂覆层对氧化钙、硫酸氢铵有更强的吸附力，从而在“溶洞型”孔道的基础上，进一步地将氧化钙、硫酸氢铵吸附在更宽的孔道口处，避免了孔道口堵塞而导致孔道内部无法吸附氧化钙、硫酸氢铵的问题，维持了孔道内部的吸附性，使催化剂的抗钙、抗硫性能大大提升。
面对高砷、高碱金属烟气，内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次减小或先增大再减小，制造出微孔呈“倒漏斗型”或“洗耳球型”结构的孔道。此时在内壁及内层涂覆层浸渍钒、锰、铁或铜的氧化物，外层涂覆层浸渍其他活性成分，这样就使得内壁及内层涂覆层较其他涂覆层对砷、碱金属有更强的吸附力；同时由于孔道呈“倒漏斗型”或“洗耳球型”，使得孔道内部的活性成分含量大于表层活性成分含量，活性位更多，从而进一步地将砷、碱金属吸附在孔道内部，使孔道内部的高活性成分含量可以更方便地与碱金属、砷等中毒元素结合，从而达到保护孔道表面活性位的效果，提高了催化剂的抗中毒能力。
实施例3
在实施例2的基础上，当内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次增大时，外层涂覆层浸渍的钒氧化物的浓度高于内层涂覆层浸渍的活性成分的浓度；当内壁及各层涂覆层的孔容孔径大小由内至外依次减小或先增大在减小时，内壁及各层涂覆层浸渍的活性成分的浓度由内至外依次减小。
面对高钙、高硫烟气，在“溶洞型”的孔道及外层涂覆层浸渍钒氧化物的基础上，通过提高外层涂覆层浸渍的钒氧化物的浓度，使得外层涂覆层相对于内壁及内层涂覆层对氧化钙、硫酸氢铵的吸附力进一步增强，从而进一步地提高了外层涂覆层吸附氧化钙、硫酸氢铵的能力，避免了孔道口堵塞而导致孔道内部无法吸附氧化钙、硫酸氢铵的问题，维持了孔道内部的吸附性，使催化剂的抗钙、抗硫性能大大提升。
面对高砷、高碱金属烟气，在“倒漏斗型”或“洗耳球型”孔道及在内壁及内层涂覆层浸渍钒、锰、铁或铜的基础上，通过提高内壁及内层涂覆层浸渍钒、锰、铁或铜氧化物的浓度，使得内壁及内层涂覆层相对于外层涂覆层对砷、碱金属的吸附力进一步增强，从而进一步地提高了内壁及内层涂覆层吸附砷、碱金属的能力，从而能够更好地将砷、碱金属吸附在孔道内部，使孔道内部的高活性成分含量可以更方便地与碱金属、砷等中毒元素结合，从而达到保护孔道表面活性位的效果，提高了催化剂的抗中毒能力。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.内壁多梯度粒径基材的SCR蜂窝催化剂，包括蜂窝催化剂本体（1），其特征在于：所述蜂窝催化剂本体（1）的内壁上由内至外涂覆有若干层涂覆层（2），且内壁及各层涂覆层（2）的孔容孔径大小由内至外依次增大或依次减小或先增大再减小；内壁和涂覆层（2）上分别浸渍有活性成分。
2.如权利要求1所述的内壁多梯度粒径基材的SCR蜂窝催化剂，其特征在于：所述蜂窝催化剂本体（1）由锐钛型钛白粉或氧化铝通体挤出而成，涂覆层（2）采用锐钛型钛白粉或氧化铝粉涂覆而成。
3.如权利要求1所述的内壁多梯度粒径基材的SCR蜂窝催化剂，其特征在于：所述内壁和涂覆层（2）上浸渍的活性成分为钒、锰、铁、铜的氧化物或稀土元素铈、钕。
4.如权利要求3所述的内壁多梯度粒径基材的SCR蜂窝催化剂，其特征在于：当内壁及各层涂覆层（2）的孔容孔径大小由内至外依次增大时，外层涂覆层（2）浸渍的钒的浓度高于内层涂覆层（2）浸渍的活性成分的浓度；当内壁及各层涂覆层（2）的孔容孔径大小由内至外依次减小或先增大在减小时，内壁及各层涂覆层（2）浸渍的活性成分的浓度由内至外依次减小。
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| CN113713825A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-30 | 华电青岛环保技术有限公司 | 耐硫耐水的宽温脱碳催化剂及其制备方法和应用 |
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