一種低溫脫硝用蜂窩狀催化劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于催化劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)一種低溫脫硝用蜂窩狀催化劑及制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提高和環(huán)境保護(hù)法的進(jìn)一步完善和推行，我們已逐 步認(rèn)識(shí)到煙氣中NOx對(duì)于大氣環(huán)境及人類(lèi)的危害，而NO、主要來(lái)源于燃料的有氧燃燒，其中 工業(yè)鍋爐的空氣助燃燃燒便是產(chǎn)生NOx的源頭之一，對(duì)于工業(yè)鍋爐燃燒產(chǎn)生的NO、的治理， 及其治理效率提高等問(wèn)題亟待解決。我國(guó)環(huán)境保護(hù)法相關(guān)條款W及各行業(yè)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)， 對(duì)工業(yè)鍋爐燃燒煙氣脫硝治理的要求也逐步提高，從工業(yè)鍋爐及煙氣余熱利用等角度而 言，低溫脫硝工藝的技術(shù)需求空間巨大，而低溫脫硝工藝過(guò)程所使用到的催化劑，便是該工 藝的核屯、技術(shù)點(diǎn)；目前現(xiàn)有的脫硝催化劑主要成份為活性炭、化/Mg/Al、化O/AI2O3等組分， 其有效催化反應(yīng)溫度在300°CW上，而在300°C溫度W下，催化效率明顯下降，無(wú)法滿(mǎn)足低 溫脫硝的技術(shù)需求；因此，開(kāi)發(fā)新型低溫脫硝專(zhuān)用催化劑，是突破低溫脫硝工藝技術(shù)的關(guān)鍵 所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種低溫脫硝用蜂窩狀催化劑及制備 方法。
[0004]本發(fā)明為完成上述目的采用如下技術(shù)方案： 一種低溫脫硝用蜂窩狀催化劑，所述的蜂窩狀催化劑的組成及重量百分比為；催化劑 初料 82. 29%~88. 64%、表面活性劑 3. 29%~6. 16%、交聯(lián)劑 2. 24%~5. 08%、增強(qiáng)劑 4. 28%~6. 96〇/〇; 其中，所述的催化劑初料包括有活化載體和負(fù)載；所述的活化載體是由沸石粉經(jīng)過(guò)活化處 理后得到；所述的負(fù)載由二氧化鐵、硝酸鐵和硝酸儘=種活性成份組成；所述的負(fù)載加入 到去離子水和氨水的混合溶液中溶解后與活化處理后的活化載體充分?jǐn)埌杌旌?、過(guò)濾干燥 后得到催化劑初料；所述的催化劑初料、表面活性劑、交聯(lián)劑、增強(qiáng)劑充分混合形成混合物， 在上述混合物中加入去離子水形成泥狀混合物；所述的泥狀混合物經(jīng)過(guò)真空煉泥、在恒溫 恒濕條件下陳腐、成型、干燥、在隧道害中般燒，直至充分干燥，制作成為低溫脫硝用蜂窩狀 催化劑。
[0005]所述二氧化鐵、硝酸鐵、硝酸儘的重量比為5:2. 5:1。
[0006]所述的去離子水和濃度為25%的氨水按照體積比為1:1配置得到混合溶液。
[0007] 制備低溫脫硝用蜂窩狀催化劑的制備方法，其具體步驟如下： 1)載體活化：將作為載體的沸石粉完全浸潰于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硝酸溶液中，利用 80°C的恒溫水浴連續(xù)加熱振蕩化之后過(guò)濾出載體；利用硝酸溶液的酸性對(duì)沸石粉進(jìn)行酸 洗，來(lái)清理沸石粉的表面和孔隙，進(jìn)一步提高其比表面積，有利于后續(xù)活性組分的負(fù)載；利 用去離子水，對(duì)載體進(jìn)行洗涂，直至洗涂廢液抑值在7~7. 5之間，此時(shí)載體呈中性，隨后利 用烘箱在Iior的溫度下對(duì)載體進(jìn)行烘干處理得到活化載體； 2) 催化劑初料的制備：將作為活性組分的二氧化鐵、硝酸鐵、硝酸儘按照重量份比為 5:2. 5:1的比例，加入到去離子水和氨水的混合溶液中，使得活性組分完全溶解；然后將溶 解有活性組分的混合溶液，常溫連續(xù)攬拌比，并將步驟1)中所制備的活化載體，加入到上 述溶解有活性組分的混合溶液中，活化載體的加入量與活性組分中硝酸儘的重量相等，常 溫連續(xù)攬拌1化后靜置過(guò)濾，隨后利用烘箱在Iior的溫度下對(duì)過(guò)濾物進(jìn)行烘干，之后利用 氣氛爐，在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，設(shè)置溫度500°c，對(duì)烘干的過(guò)濾物連續(xù)般燒化得到負(fù)載活性成 分的催化劑初料； 3) 催化劑成型；將步驟2)中所制備的催化劑初料與表面活性劑、交聯(lián)劑、增強(qiáng)劑按照 重量百分比為：82. 29%~88. 64%，3. 29%~6. 16%，2. 24%~5. 08%，4. 28%~6. 96% 的比例進(jìn)行充分 混合成為混合物，之后加入去離子水，使上述混合物混合為泥狀；此后將泥狀混合物經(jīng)過(guò)真 空煉泥、在恒溫恒濕條件下陳腐、成型、干燥、在隧道害中般燒，直至充分干燥，制作成為低 溫脫硝用蜂窩狀催化劑。
[0008] 所述的沸石粉是天然的沸石巖磨細(xì)而成，顏色為白色，呈中性抑在7~7. 5之間， 其化學(xué)成分主要是Si〇2和Al2〇3,含有少量的、化2〇3、化0、MgO、Ti〇2等；其具有質(zhì)輕、多孔、 比表面積大、耐酸等性能，可W增強(qiáng)催化劑中活性成分的負(fù)載能力和附著力度，大量孔隙和 高比表面積，加快催化反應(yīng)的速率，增加了反應(yīng)面積，從而可W大大提高催化的效率；同時(shí) 沸石具有的耐酸性，可W大大減少煙氣中SOx遇水形成的酸，對(duì)于催化劑的腐蝕，減輕催化 劑中毒，運(yùn)也是本發(fā)明選擇沸石粉作為載體的主要原因之一。
[0009] 所述的二氧化鐵為銳鐵礦型二氧化鐵，其粒徑為納米級(jí)別。
[0010] 所述的表面活性劑為硬脂酸，其作用是提高催化劑的表面活性，提高反應(yīng)效率。
[0011] 所述的交聯(lián)劑為甲基丙締酸-2-簇乙醋，增強(qiáng)劑為玻璃纖維，二者的作用是提高 催化劑的機(jī)械強(qiáng)度和抗磨損能力。
[0012] 步驟2)中加入去離子水的作用在于溶解活性組分，便于活性組分向載體中的負(fù) 載，此處必須要用去離子水，W防止普通水中含有的其它離子，造成催化劑中活性組分的團(tuán) 聚和占據(jù)載體中孔隙，影響活性組分向載體的負(fù)載；加入25%純氨水的作用是利用其堿性 及強(qiáng)的揮發(fā)性，在攬拌過(guò)程中促進(jìn)活性組分向載體中的負(fù)載。
[0013] 本發(fā)明提出了一種低溫脫硝用蜂窩狀催化劑及制備方法，采用沸石粉作為載體， 并進(jìn)行載體活化，使得沸石粉具有更多孔徑且孔徑深度更深，大大提高活化后載體的比表 面積，從而增加了活性組分的負(fù)載量和附著力，大大提高了催化劑的活性，運(yùn)是本發(fā)明催化 劑能夠在180~300°C內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定使用的原因之一；沸石本身具有耐酸性能，作為載體可W 大大提高催化劑的抗酸抗硫腐蝕性能，而目前現(xiàn)有的催化劑之所W不能再低溫下長(zhǎng)期使 用，主要是由于煙氣中S〇2等酸性氣體形成的酸，對(duì)于催化劑具有嚴(yán)重的腐蝕性，使催化劑 孔道堵塞催化活性下降，使其無(wú)法長(zhǎng)期使用，無(wú)法產(chǎn)業(yè)化；而本發(fā)明的催化劑，具有良好的 抗酸抗硫腐蝕性能，能夠在180~300°C內(nèi)保持良好的催化劑結(jié)構(gòu)和催化活性，從而能夠長(zhǎng)期 穩(wěn)定使用；選用在180~300°C低溫條件下具有良好活性的二氧化鐵、硝酸鐵、硝酸儘作為催 化劑的活性成分，進(jìn)一步提高了催化劑的低溫催化活性，使其能夠?qū)崿F(xiàn)低溫催化長(zhǎng)期穩(wěn)定 使用；載體與活性組分混合制備成催化劑初料，添加表面活性劑、交聯(lián)劑、增強(qiáng)劑，制備成為 蜂窩狀催化劑，可在溫度為180~300°C時(shí)具有較高的催化活性，具有良好的抗水性、抗酸性、 機(jī)械強(qiáng)度高、比表面積大、熱穩(wěn)定性高和反應(yīng)活性強(qiáng)的特點(diǎn)；在溫度為180~300°C時(shí)，催化W25%氨水或液氨作為吸收劑用于工業(yè)鍋爐燃燒尾氣中NOx的脫除率可達(dá)到90%W上，并 具有良好的使用壽命和機(jī)械強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行制備工藝進(jìn)行描述，本發(fā)明不局限于W下實(shí)例。
[001引實(shí)施例1: (1) 載體活化： 稱(chēng)取1000 g沸石粉溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硝酸溶液中，完全溶解即可，利用80°C的恒溫 水浴連續(xù)加熱振蕩化，之后過(guò)濾出沸石粉利用去離子水，對(duì)沸石粉進(jìn)行洗涂，直至洗涂廢液 pH值在7~7. 5之間，隨后利用烘箱控制溫度在Iior對(duì)沸石粉進(jìn)行烘干，得到活化沸石粉備 用； (2) 活性成份負(fù)載： 稱(chēng)取二氧化鐵、硝酸鐵、硝酸儘分別為1250肖、625肖、250肖、加入由去離子水和25%氨水 按照體積比為1:1配置而成的混合溶液，混合溶液的使用量使得活性組分完全溶解即可； 常溫連續(xù)攬拌Ih之后加入250g(l)中制備的活化沸石粉，在常溫下連續(xù)攬拌1化后過(guò)