用于低溫條件下的煙氣脫硝催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化劑及其制備方法，具體涉及一種用于低溫條件下的煙氣脫硝催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，除燃煤電站外，玻璃，焦化，水泥，工業(yè)窯爐，垃圾焚燒及化工廠等行業(yè)排放的廢氣也需要進(jìn)行脫硝處理。在眾多脫硝方法中，選擇性催化還原(SCR)技術(shù)因脫硝效率高、選擇性好被廣泛采用。該技術(shù)主要是在脫硝催化劑存在的條件下，采用NH3作為還原劑，將煙氣中的NOx (主要是NO和NO2)還原為N2，同時(shí)生成H20。其中最核心的部件是脫硝催化劑，決定該技術(shù)成敗的關(guān)鍵是運(yùn)行工況下脫硝催化劑的活性，選擇性和壽命。
[0003]由于我國(guó)的脫硝改造率先從燃煤電站開(kāi)始，國(guó)內(nèi)所引進(jìn)或開(kāi)發(fā)的脫硝催化劑主要是針對(duì)燃煤電站的煙氣狀況。燃煤電站的煙氣具有溫度高(300?420°C )，運(yùn)行穩(wěn)定，煙氣中雜質(zhì)含量少等特點(diǎn)，脫硝催化劑在該工況下活性高，選擇性好，使用壽命長(zhǎng)。相比于燃煤電站，玻璃，焦化，水泥，工業(yè)窯爐，垃圾焚燒及化工廠等行業(yè)排放的煙氣溫度較低(往往是經(jīng)余熱鍋爐排放出的煙氣)，溫度范圍集中在150?300°C之間(注:脫硝催化劑的活性隨溫度的下降而降低)，SOjP H2O濃度高，運(yùn)行波動(dòng)大(運(yùn)行的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致煙氣溫度的波動(dòng)較大)，目前廣泛應(yīng)用的脫硝催化劑難以適應(yīng)此種工況，因此開(kāi)發(fā)一種低溫條件下(150?300°C )活性高，抗硫抗水中毒能力強(qiáng)的催化劑是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于低溫條件下的煙氣脫硝催化劑，在150?300°C溫度范圍內(nèi)脫硝效率均可達(dá)到85%以上，抗硫抗水中毒能力強(qiáng)，保證低溫下能夠長(zhǎng)期使用。
[0005]本發(fā)明所述的用于低溫條件下的煙氣脫硝催化劑，以T12摻雜Al 203、S12S ZrO 2中的一種或多種為載體，以玻璃纖維為骨架，以釩復(fù)合鎢、鉬、鈰、錳、鈮或磷中的一種或多種為活性組分。
[0006]其中:
[0007]優(yōu)選釩占活性組分的重量分?jǐn)?shù)為5-20% ;載體優(yōu)選為T(mén)12復(fù)合S1 2或ZrO 2中的一種或兩種，當(dāng)載體為T(mén)12復(fù)合S1 2時(shí)，T1 2與S1 2的重量比為99.5?98:0.5?2 ;當(dāng)載體為T(mén)12復(fù)合ZrO 2時(shí)，T1 2與ZrO 2的重量比為99.5?95:0.5?5 ;當(dāng)載體為T(mén)1 2復(fù)合 S1jP ZrO 2 時(shí)，T1 2、Si02、ZrO2 的重量比為 99 ?93:0.5 ?2:0.5 ?5。
[0008]本發(fā)明所述的用于低溫條件下的煙氣脫硝催化劑，包括以下重量份數(shù)的成分:載體550-600重量份、骨架20-40重量份和活性組分30-80重量份。
[0009]所述的用于低溫條件下的煙氣脫硝催化劑，包括以下重量份數(shù)的原料:載體550-600重量份、活性組分前驅(qū)體水溶液和玻璃纖維20-40重量份，活性組分前驅(qū)體水溶液中以活性組分計(jì)，重量含量為30-80重量份；活性組分前驅(qū)體水溶液優(yōu)選質(zhì)量濃度為10?50%。還包括以下重量份數(shù)的原料:硬脂酸1-3重量份、乳酸5-8重量份、木楽2-5重量份、單乙醇胺5-15重量份、聚氧化乙烯3-7重量份、甲基纖維素3-7重量份、濃度為15-25%的氨水50-90重量份和水200-270重量份。
[0010]本發(fā)明所述的用于低溫條件下的煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括混料，混料包括以下步驟:
[0011]步驟1:將部分載體加入強(qiáng)力混煉機(jī)，然后加入硬脂酸、乳酸、部分濃度為15-25%的氨水和部分水進(jìn)行混煉；
[0012]步驟2:再將部分載體與部分水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉；
[0013]步驟3:再將剩余的載體、部分15-25%的氨水與剩余的水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，當(dāng)泥料溫度達(dá)到95°C以上時(shí)，排出混煉泥料產(chǎn)生的氣體，泥料中的水分達(dá)到
26.5-28.5%，結(jié)束步驟 3 ；
[0014]步驟4:再將玻璃纖維、木漿和活性組分前驅(qū)體水溶液加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，當(dāng)泥料中的水分達(dá)到30-32%，結(jié)束步驟4 ；
[0015]步驟5:再將甲基纖維素和聚氧化乙烯加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉；
[0016]步驟6:再將甲基纖維素和聚氧化乙烯和剩余的濃度為15-25%的氨水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，當(dāng)泥料的水分達(dá)到28-29%時(shí)，結(jié)束混煉。
[0017]作為一種優(yōu)選方案，混料包括以下步驟:
[0018]步驟1:將340-360重量份的載體加入強(qiáng)力混煉機(jī)，然后加入1_3重量份的硬脂酸，5-8重量份的乳酸，190-250重量份的水，40-60重量份15_25 %的氨水，混煉時(shí)間為10-20分鐘，泥料的溫度大于70°C ；
[0019]步驟2:再將100-120重量份的載體與10_20重量份的水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉時(shí)間為15-30分鐘；
[0020]步驟3:再將110-120重量份的載體，5-15重量份的15-25%的氨水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，當(dāng)泥料溫度達(dá)到95°C時(shí)，排出混煉泥料產(chǎn)生的氣體，步驟3結(jié)束后泥料中的水分達(dá)到26.5-28.5% ；
[0021]步驟4:再將20-40重量份的玻璃纖維、2-5重量份的木漿和含單乙醇胺的活性組分前驅(qū)體水溶液加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，其中:活性組分重量含量為30-80重量份，單乙醇胺重量含量為10-15份，當(dāng)泥料中的水分達(dá)到30-32%，結(jié)束步驟4 ;
[0022]步驟5:再將1.5-3.5重量份的甲基纖維素和1.5-3.5重量份的聚氧化乙烯加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉15分鐘；
[0023]步驟6:再將1.5-3.5重量份的甲基纖維素和1.5-3.5重量份的聚氧化乙烯和5-15重量份的15-25%的氨水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，當(dāng)泥料的水分達(dá)到28-29%時(shí)，結(jié)束混煉。
[0024]本發(fā)明所述的用于低溫條件下的煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟:
[0025](I)混料
[0026](2)捏合
[0027]將混煉好的泥料放入雙螺桿捏合機(jī)中進(jìn)行捏合，時(shí)間為30-60分鐘；
[0028](3)過(guò)濾
[0029]將捏合好的泥料添加到過(guò)濾機(jī)料斗，過(guò)濾機(jī)出口裝有篩網(wǎng)，對(duì)泥料進(jìn)行梳理；
[0030](4)壓坯
[0031]過(guò)濾后的泥料加入到預(yù)擠出機(jī)預(yù)成型，預(yù)成型的泥料在預(yù)擠出輸送機(jī)上被鋼絲切割成方形切塊；
[0032](5)擠出
[0033]在擠出階段，擠出機(jī)將預(yù)擠出的泥料擠出成為蜂窩體；
[0034](6)干燥
[0035]將擠出的產(chǎn)品進(jìn)行干燥；
[0036](7)煅燒
[0037]將干燥后得到的產(chǎn)品進(jìn)行煅燒，煅燒溫度的控制在500-650°C以內(nèi)，煅燒時(shí)間控制在25-33小時(shí)。
[0038]其中:
[0039]步驟(6)干燥為一次干燥和二次干燥，一次干燥為由20°C升溫至60°C，將干燥濕度由80%降至20%，時(shí)間為10-15天；二次干燥的溫度為50-65°C，時(shí)間為40-48小時(shí)。
[0040]步驟(7)中煅燒為將干燥后的產(chǎn)品放置在網(wǎng)帶窯的網(wǎng)帶上，排列方向與網(wǎng)帶運(yùn)行的方向一致。
[0041]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0042](I)本發(fā)明催化劑具有良好的低溫脫硝活性，在150?300°C溫度范圍內(nèi)脫硝效率均可達(dá)到85%以上，且該催化劑抗硫抗水中毒能力強(qiáng)，可以保證低溫下長(zhǎng)期使用；該催化劑可以廣泛應(yīng)用在玻璃，焦化，水泥，工業(yè)窯爐，垃圾焚燒及化工等行業(yè)。
[0043](2)本發(fā)明還提供其制備方法，工藝合理。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0045]實(shí)施例1
[0046]—種用于低溫條件下的煙氣脫硝催化劑，以T12復(fù)合S1 2和ZrO 2為載體，T1 2、S12, ZrO2的重量比為95:1:2，以玻璃纖維為骨架，以釩復(fù)合錳為活性組分，釩占活性組分的重量分?jǐn)?shù)為10%。
[0047]制備方法為:
[0048](I)混料
[0049]步驟1:將350重量份的載體加入強(qiáng)力混煉機(jī)，然后加入2重量份的硬脂酸，5重量份的乳酸，220重量份的水，50重量份20%的氨水，混煉時(shí)間為15分鐘，泥料的溫度大于70 0C ；
[0050]步驟2:將110重量份的載體與15重量份的水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉時(shí)間為20分鐘；
[0051]步驟3:將110重量份的載體，5重量份的25%的氨水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，當(dāng)泥料溫度達(dá)到95°C時(shí)，排出混煉泥料產(chǎn)生的氣體，步驟3結(jié)束后泥料中的水分達(dá)到
27.5% ；
[0052]步驟4:將30重量份的玻璃纖維、3重量份的木漿和含單乙醇胺的活性組分前驅(qū)體水溶液加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，其中:活性組分重量含量為50重量份，單乙醇胺重量含量為12份，當(dāng)泥料中的水分達(dá)到31 %，結(jié)束步驟4 ;
[0053]步驟5:將2重量份的甲基纖維素和2重量份的聚氧化乙烯加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉15分鐘；
[0054]步驟6:將2重量份的甲基纖維素和2重量份的聚氧化乙烯和10重量份的20%的氨水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉，當(dāng)泥料的水分達(dá)到28.5%時(shí)，結(jié)束混煉。
[0055](2)捏合
[0056]將混煉好的泥料放入雙螺桿捏合機(jī)中進(jìn)行捏合，時(shí)間為40分鐘；
[0057](3)過(guò)濾
[0058]將捏合好的泥料添加到過(guò)濾機(jī)料斗，過(guò)濾機(jī)出口裝有篩網(wǎng)，對(duì)泥料進(jìn)行梳理；
[0059](4)壓坯
[0060]過(guò)濾后的泥料加入到預(yù)擠出機(jī)預(yù)成型，預(yù)成型的泥料在預(yù)擠出輸送機(jī)上被鋼絲切割成方形切塊；
[0061](5)擠出
[0062]在擠出階段，擠出機(jī)將預(yù)擠出的泥料擠出成為蜂窩體；
[0063](6)干燥
[0064]步驟(6)干燥為一次干燥和二次干燥，一次干燥為由20°C升溫至60°C，將干燥濕度由80%降至20% ;二次干燥的溫度為55°C，時(shí)間為44小時(shí)；
[0065](7)煅燒
[0066]將干燥后得到的產(chǎn)品進(jìn)行煅燒，煅燒溫度的控制在600°C以內(nèi)，煅燒時(shí)間控制在30小時(shí)。
[0067]將實(shí)施例1制備的催化劑用于某焦化廠排放的煙氣處理中，煙氣溫度為200±10°C，煙氣中水含量為10%，302濃度為5000mg/Nm3(濕基，實(shí)際氧)，經(jīng)實(shí)施例1制備的催化劑處理后，脫硝效率為88%，且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定。
[0068]實(shí)施例2
[0069]—種用于低溫條件下的煙氣脫硝催化劑，以T12復(fù)合S1 2為載體，T1 2與S1 2的重量比為99.5 '2，以玻璃纖維為骨架，以釩復(fù)合鎢、鉬和鈰為活性組分，釩占活性組分的重量分?jǐn)?shù)為5%。
[0070]制備方法為:
[0071]步驟1:將340重量份的載體加入強(qiáng)力混煉機(jī)，然后加入I重量份的硬脂酸，7重量份的乳酸，190重量