一種平板式脫硝催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于脫硝催化劑領(lǐng)域，尤其涉及一種平板式脫硝催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染非常嚴(yán)重，氮氧化物既是硝酸型酸雨的基礎(chǔ)，又是形成光 化學(xué)煙霧、破壞臭氧層的主要物質(zhì)之一;氮氧化物還具有很強(qiáng)的毒性，會(huì)對(duì)人體健康造成極 大損傷。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，氮氧化物污染物的排放量迅速增加，嚴(yán)重污染了生 態(tài)環(huán)境，已成為全球關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題。
[0003]通過(guò)在火電廠及工業(yè)爐窯加裝脫硝裝置可以對(duì)其氮氧化物的排放量進(jìn)行控制，其 中選擇性催化還原法(SCR)脫硝是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的、技術(shù)最成熟的煙氣脫硝技術(shù)之一， 其技術(shù)核心在于使用了脫硝催化劑，具有反應(yīng)溫度較低、凈化率高、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。平板 式催化劑是這類催化劑中非常重要的一類，具有較高市場(chǎng)份額。
[0004] 脫硝催化劑的機(jī)械性能對(duì)其使用壽命有很大影響，煙氣中的飛灰不斷沖刷催化劑 表面可導(dǎo)致催化劑大面積剝落及坍塌，從而大大縮短催化劑壽命。此外，我國(guó)即將迎來(lái)大規(guī) 模的失活脫硝催化劑再生市場(chǎng)，失活脫硝催化劑的再生不但有利于環(huán)境保護(hù)、節(jié)約原材料， 實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)再利用，而且降低了脫硝成本，同時(shí)避免造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)和環(huán)境的二 次污染，國(guó)務(wù)院在《關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見(jiàn)》中，明確提出了要大力發(fā)展脫硝催 化劑再生技術(shù)。如果催化劑機(jī)械性能不佳，在使用過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重剝落等現(xiàn)象將無(wú)法進(jìn)行 再生，這一部分催化劑必須作為危險(xiǎn)廢棄物進(jìn)行處理，處理成本高且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。
[0005] 因此，提高脫硝催化劑的機(jī)械性能有重要意義，一方面有利于延長(zhǎng)催化劑的使用 壽命，另一方面，良好的機(jī)械性能是失活脫硝催化劑能否進(jìn)行再生的必要條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的:本發(fā)明的第一目的是提供一種具有高催化活性和高機(jī)械性能的平板式 脫硝成催化劑;本發(fā)明的第二目的是提供該催化劑的制備方法。
[0007] 技術(shù)方案:本發(fā)明的平板式脫硝催化劑，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)包括如下組分:Ti0275 %~ 90 %、納米二氧化硅3 %~10 %、納米硫酸鋇2 %~7 %、V2O5O · 5 %~3 · 5 %以及M〇032 %~ 8% ;優(yōu)選的，TiO2可為83%~88%、納米二氧化硅可為5 %~9%、納米硫酸鋇可為4%~ 6%、V2〇5可為0.5%~3.5%以及MoO3可為2%~6%。
[0008] 本發(fā)明采用納米二氧化硅，其可均勻地分散在二氧化鈦載體骨架間隙，其極高的 表面活性能夠提尚催化劑骨架穩(wěn)定性，進(jìn)而提尚催化劑初性，進(jìn)一步說(shuō)，該納米^氧化娃的 粒徑為20~100nm，比表面積不小于200m 2/g，優(yōu)選的，其粒徑可為30~70nm，本發(fā)明采用比 表面積不小于200m2/g的納米二氧化硅，能夠提高提高耐磨強(qiáng)度的同時(shí)，有利于保持催化劑 的高比表面積，保持催化劑活性。
[0009] 本發(fā)明采用納米硫酸鋇，其不僅能進(jìn)一步增強(qiáng)催化劑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及強(qiáng)度，而且 可有效降低催化劑表面粗糙度，使得催化劑表面更加平滑，進(jìn)一步說(shuō)，該納米硫酸鋇的粒徑 為20~200nm，優(yōu)選可為60~120nm。
[0010] 本發(fā)明制備平板式脫硝催化劑的方法包括如下步驟:按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將主要組分二氧 化鈦、納米二氧化硅、納米硫酸鋇、V2O 5的前驅(qū)體偏釩酸銨及MoO3的前驅(qū)體七鉬酸銨與甲基 纖維素以及潤(rùn)滑劑混勻后，加入去離子水和氨水?dāng)嚢?，制得脫硝催化劑膏料，將該膏料?覆、壓切、煅燒后，制得平板式脫硝催化劑，其中，甲基纖維素和潤(rùn)滑劑的加入量分別占主要 組分的3~4%和5~6%。
[0011] 本發(fā)明在制備中加入潤(rùn)滑劑，其可有效減小平板式脫硝催化劑涂覆時(shí)的阻力，提 高涂覆效率，極大地延長(zhǎng)涂覆輥輪的壽命，優(yōu)選的，該潤(rùn)滑劑可為硬脂酸、硬脂酸鈉、硬脂酸 鋅或聚乙烯蠟中的一種或幾種。
[0012]進(jìn)一步說(shuō)，本發(fā)明制得的脫銷催化劑膏料的含水量為25~35%，pH為7 · 5~8 · 5，其 有利于膏料涂覆及保證活性成分穩(wěn)定性;煅燒的時(shí)間為7~12h，煅燒過(guò)程包括升溫區(qū)、恒溫 區(qū)和降溫區(qū)，其中恒溫區(qū)的溫度在520°C~580°C，如此條件下能夠保證催化劑煅燒完全，提 高脫硝催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。
[0013]有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為本發(fā)明制得的平板式脫硝催化劑具有 高催化活性、高耐磨性能和機(jī)械性能;一方面通過(guò)加入納米二氧化娃和納米硫酸鋇，兩者協(xié) 同作用能夠有效增強(qiáng)平板式脫硝催化劑骨架穩(wěn)定性、降低催化劑表面粗糙度、以及提高催 化劑的高機(jī)械性能，并且在配方中加入潤(rùn)滑劑，可有效減小平板式脫硝催化劑涂覆時(shí)的阻 力，提高涂覆效率，極大地延長(zhǎng)涂覆輥輪的壽命;納米二氧化硅不僅具有良好的耐磨強(qiáng)度， 而且其流動(dòng)性高、表面吸附力強(qiáng)以及表面能大，尤其在高溫下仍具有高強(qiáng)度、高韌度以及高 穩(wěn)定性，此外，其可均勻地分散在二氧化鈦載體骨架間隙，其極高的表面活性能夠提高催化 劑骨架穩(wěn)定性，進(jìn)而提高催化劑韌性，減少催化劑在外力作用下導(dǎo)致的開(kāi)裂及剝落;納米硫 酸鋇具有良好的耐磨性、分散性及熱穩(wěn)定性，其作為一種性能優(yōu)異的填充材料，不僅能進(jìn)一 步增強(qiáng)催化劑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及強(qiáng)度，而且可有效降低催化劑表面粗糙度，使得催化劑表面 更加平滑，有效減小飛灰與催化劑間的摩擦力，從而提高催化劑耐磨強(qiáng)度；同時(shí)，本發(fā)明的 制備方法簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，無(wú)需復(fù)雜的合成設(shè)備，成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為不同含量SiO2和BaSO4的平板式脫硝催化劑的耐磨強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 將主要組分二氧化鈦、粒徑為50nm，比表面積為250m2/的二氧化硅、粒徑為50nm的 硫酸鋇、V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨及MoO3的前驅(qū)體七鉬酸銨與甲基纖維素以及硬脂酸混合均 勻后，加入去離子水和氨水?dāng)嚢瑁瑪嚢杈鶆蚝蟮玫礁嗔?，其含水量?0%，pH為8.0;將該膏 料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠成碎塊，通過(guò)對(duì)輥機(jī)將塊狀膏料涂覆在不銹鋼網(wǎng)上，壓切后，先升溫至 520°C，恒溫煅燒IOh，再冷卻至室溫，即制得平板式脫硝催化劑，其中，該脫硝催化劑中的組 分及含量為1^0 289.5%、31023%』&3042%、￥20 51.5%、1〇034%，甲基纖維素和硬脂酸的加 入量分別占催化劑組分（二氧化鈦、納米二氧化硅、納米硫酸鋇、V 2O5及MoO3)含量的3 %和 5%〇
[0018] 實(shí)施例2
[0019] 將主要組分二氧化鈦、粒徑為50nm，比表面積為250m2/g的二氧化硅、粒徑為50nm 的硫酸鋇、V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨及MoO3的前驅(qū)體七鉬酸銨與甲基纖維素、硬脂酸以及硬脂 酸鈉混合均勻后加入去離子水和氨水?dāng)嚢瑁瑪嚢杈鶆蚝蟮玫礁嗔?，其含水量?5 %，pH為 7.5;將該膏料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠成碎塊，通過(guò)對(duì)輥機(jī)將塊狀膏料涂覆在不銹鋼網(wǎng)上，經(jīng)壓 切后，先升溫至580°C，恒溫煅燒7h，再冷卻至室溫，即制得平板式脫硝催化劑，其中，該脫硝 催化劑中的組分及含量為Ti0 287.5%、Si023%、BaS(k4%、V2〇5l .5%以及M〇034%，甲基纖維 素和潤(rùn)滑劑(硬脂酸、硬質(zhì)酸鈉）的加入量分別占催化劑組分(二氧化鈦、納米二氧化硅、納 米硫酸鋇、V 2O5及MoO3)含量的3%和5%。
[0020] 實(shí)施例3
[0021] 將主要組分二氧化鈦、粒徑為50nm，比表面積為250m2/g的二氧化硅、粒徑為50nm 的硫酸鋇、V2O5的前驅(qū)體偏釩酸銨及MoO3的前驅(qū)體七鉬酸銨與甲基纖維素、硬脂酸鈉、硬脂 酸鋅以及聚乙烯蠟混合均勻后加入去離子水和氨水?dāng)嚢瑁瑪嚢杈鶆蚝笾频酶嗔?，其含水?為35 %，pH為8.5;將該膏料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠成碎塊，通過(guò)對(duì)輥機(jī)將塊狀膏料涂覆在不銹 鋼網(wǎng)上，經(jīng)壓切后，先升溫至580°C，恒溫煅燒12h，再冷卻至室溫，即制