一種高強度蜂窩式薄壁脫硝催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高強度蜂窩式薄壁脫硝催化劑，以及該催化劑的制備方法，屬于 工業(yè)脫硝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 氮氧化物(ΝΟχ)是一種大氣污染物，其主要來源于燃煤電廠，現(xiàn)今燃煤電廠的氮氧 化物脫除法，主要有SCR技術(shù)、SNCR技術(shù)、低氮燃燒技術(shù)等，其中SCR技術(shù)由于其高效率和成 熟性，被大多燃煤電廠所采用。SCR脫硝系統(tǒng)的布置方式一般為高灰塵布置，置于省煤器和 空預器之間，高塵含量的煙氣很容易對催化劑造成磨損，磨損的催化劑極易坍塌，造成催化 劑活性降低，氮氧化物排放超標，因此脫硝催化劑機械強度成為了衡量其綜合性能的重要 指標。
[0003] 在SCR脫硝催化劑中，玻璃纖維的量越大，催化劑的機械強度越大。但是對于薄壁 催化劑，玻璃纖維量越大，催化劑泥料擠出成型越困難，所以現(xiàn)在市場上，薄壁催化劑的機 械強度只能達到正規(guī)值的60%，因此雖然薄壁催化劑性價比要遠遠優(yōu)于厚壁催化劑，但是由 于其在使用過程中極易磨損，其應用范圍受到了很大限制，所以設計研發(fā)出一種高強度的 薄壁催化劑有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種高強度蜂窩式薄壁脫硝催化 劑，具體技術(shù)方案如下： 一種高強度蜂窩式薄壁脫硝催化劑，所述高強度蜂窩式薄壁脫硝催化劑各組分按照以 下重量份數(shù)： Ti〇2 80份~85份 S1O2 1份~2份 Ca(0H)2 5 份~10 份 W03 5份~10份 V2〇5 〇份~2份 玻璃纖維 1份~3份 混合而成。
[0005] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述Ti〇2為粒徑為10nm~100nm銳鈦礦型Ti〇2粉末，所 述Ca(0H)2為粒徑為l〇nm~100nm的粉末。
[0006] 上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過Ca(0H)2的加入，減少催化劑中的結(jié)合水，增 強催化劑顆粒之間的結(jié)合力，使其催化劑強度增強；同時Ca離子的加入能夠在一定程度上 提高催化劑的反應活性，提高催化效率，具有有益的技術(shù)效果。
[0007 ]本發(fā)明還提供了上述催化劑的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，混煉機混煉;步驟二，泥料制備;步驟三，煅燒成型； 所述步驟一中，依次將!102、0&(0!〇2、5丨0 2、103、偏釩酸銨溶液和玻璃纖維加入到混煉 機中混煉，攪拌得到均一的混合物； 所述步驟二中，向步驟一得到的混合物中依次加入聚氧化乙烯和羧甲基纖維素，攪拌 得到均一的泥料； 所述步驟三中，將步驟二得到的泥料煅燒成型，得到高強度蜂窩式薄壁脫硝催化劑。
[0008] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟一分為四步： (1) Ti02的分散，先將Ti02加入混煉機中，邊攪拌邊向其中依次加入氨水和水攪拌均 勻； (2) Ca(0H)2的混入，向（1)中加入Ca(0H)2，然后在依次加入硬脂酸和氨水，攪拌均勻； (3) W03的混入，當溫度升至60°C時，向（2)中加入Si02和W03，攪拌直至溫度達到95°C，繼 續(xù)攪拌至含水量低至25%; (4) 偏釩酸銨的混入，向（3)中加入偏釩酸銨溶液和玻璃纖維，然后加入少量氨水，攪拌 得均一的混合物。
[0009] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述1^02工&(0!〇 2、3丨02、103、玻璃纖維的重量分數(shù)依 次為80份~85份的Ti0 2、5份~10份的Ca(0H)2、l份~2份的Si02、5份~10份的W0 3、1份~3份 的玻璃纖維，所述偏釩酸銨溶液按照產(chǎn)品中生成的〇份~2份的V2〇5進行等比例添加。
[0010] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟二中，當步驟一中的混合物含水量低至29% 時，再向其中加入適量聚氧化乙烯和羧甲基纖維素，當泥料含水量降至27%時，取出泥料。
[0011] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述步驟三中，將泥料進行擠出操作，然后放入干燥室 中，干燥10天，再將泥料煅燒成型。
[0012] 上述技術(shù)方案提供的制備方法具有以下兩個效果，一是相對于現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝， 玻璃纖維添加量相對于正常值減少一半，在不較小機械強度的情況下，使催化劑泥料擠出 更容易；二是在相同效率的要求下，薄壁催化劑的有效組分含量比厚壁少，能夠減小成本， 具有廣闊的市場前景。
【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合具體實施例進行詳細闡述。
[0014] 實施例一 按照下列步驟進行脫硝催化劑的制備， 步驟一，混煉機混煉： (1) Ti〇2的分散，先稱取20. lg納米級銳鈦礦型Ti〇2粉末加入混煉機中，邊攪拌邊向其 中依次加32ml入氨水和100ml水攪拌均勻； (2) Ca(0H)2的混入，向（1)中加入1.3g納米級Ca(0H)2粉末，然后在依次加入4.1g硬脂 酸和10m 1氨水，攪拌均勻； (3) W03的混入，當溫度升至60°C時，向（2)中加入0.3gSi02和1.3gW03，攪拌直至溫度達 到95°C，繼續(xù)攪拌至含水量低至25%; (4) 偏釩酸銨的混入，向（3)中加入4ml偏釩酸銨溶液和0.3g玻璃纖維，然后加入10ml氨 水，攪拌得均一的混合物； 步驟二，泥料制備：當步驟一中的混合物含水量低至29%時，再向其中加入適量聚氧化 乙烯和羧甲基纖維素，當泥料含水量降至27%時，取出泥料； 步驟三，煅燒成型:將泥料進行擠出操作，然后放入干燥室中，干燥10天，再將泥料煅燒 成型，得到高強度蜂窩式薄壁脫硝催化劑。
[0015] 將經(jīng)過上述步驟得到的脫硝催化劑在自制管式SCR反應器中進行脫硝反應活性評 價，并將組分中Ca(0H)2去除，作為對比例一，其中模擬煙氣的組成為600ppm NH3、600ppm N0 和3% 02,總流速為350ml/min，設計反應溫度區(qū)間為220°C~460°C，溫度梯度為30°C。反應 器尾管進出口氣體濃度由Test 〇350-XL煙氣分析儀進行在線檢測，其脫硝效率見表1。
[0016] 同時按照國家標準GB/T1964-1996《多孔陶瓷壓縮強度試驗方法》對催化劑產(chǎn)品的 抗壓強度進行測試，測試結(jié)果見表2。
[0017] 實施例二 按照下列步驟進行脫硝催化劑的制備， 步驟一，混煉機混煉： (1) Ti〇2的分散，先稱取21.3g納米級銳鈦礦型Ti〇2粉末加入混煉機中，邊攪拌邊向其 中依次加40ml入氨水和100ml水攪拌均勻，其中納米級的銳鈦礦型Ti0 2粉末可以提高催化 劑的比表面積，提高催化劑的負載效率； (2) Ca(0H)2的混入，向（1)中加入2.5g納米級Ca(0H)2粉末，然后在依次加入6.2g硬脂 酸和15ml氨水，攪拌均勻，其中納米級的Ca(0H) 2粉末可以提高其分散效果； (3) W03的混入，當溫度升至60°C時，向（2)中加入0.5gSi02和2.5gW03，攪拌直至溫度達 到95°C，繼續(xù)攪拌至含水量低至25%; (4) 偏釩酸銨的混入，向（3)中加入8ml偏釩酸銨溶液和0.8g玻璃纖維，然后加入20ml氨 水，攪拌得均一的混合物； 步驟二，泥料制備：當步驟一中的混合物含水量低至29%時，再向其中加入適量聚氧化 乙烯和羧甲基纖維素，當泥料含水量降