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，具體涉及一種煙氣脫硝催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國經(jīng)濟(jì)一直保持快速增長，污染物排放也急劇增加，特別是氮氧化物(NOx)排放量居高不下，NOx排放到大氣中易形成光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層和造成溫室效應(yīng)。NOx形成酸雨沉降到水中容易造成水體富營養(yǎng)化，直接促進(jìn)藻類(如藍(lán)藻)等有害微生物的生長，嚴(yán)重威脅飲用水安全。要實(shí)現(xiàn)氮氧化物減排，就要實(shí)施脫硝工程，其中最核心的部件便是脫硝催化劑。
[0003]目前廣泛使用的脫硝催化劑機(jī)械強(qiáng)度偏低，使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)磨損、破碎甚至坍塌的現(xiàn)象，無法再生，大大影響了催化劑的使用壽命，造成了投資的加大和資源的浪費(fèi)。在使用過程中，除進(jìn)行脫硝反應(yīng)外，302氧化率高，對下游設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重，極易造成空氣預(yù)熱器的堵塞，使煙道阻力增加，提高風(fēng)機(jī)負(fù)荷，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)用電量增加。其次，目前廣泛使用的脫硝催化劑本身具有一定的毒性，淘汰下來的催化劑如處理不當(dāng)，會污染地下水，造成二次污染。因此，開發(fā)一種高效環(huán)保、302氧化率低、機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長且具有自主知識產(chǎn)權(quán)的脫硝催化劑成為迫切需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種煙氣脫硝催化劑，提高催化劑的機(jī)械強(qiáng)度，增加催化劑的再生次數(shù)，延長催化劑的使用壽命，降低催化劑使用過程中302氧化率，解決廢棄催化劑對環(huán)境的再次污染；本發(fā)明還提供其制備方法，工藝合理。
[0005]本發(fā)明所述的煙氣脫硝催化劑，以T12復(fù)合Al 203、Si02、Ba0或ZrO2中的一種或多種為載體，以玻璃纖維為骨架，以鎢、鉬、鐵、鈰、鈮或錳中的一種或多種為活性組分。
[0006]其中:
[0007]活性組分為重量比為0.5?5:0.5?5:1?6的鎢、鉬和鈰的混合物，優(yōu)選該活性組分，各組分協(xié)同作用強(qiáng)，原材料易得，能夠提高催化劑的脫硝效率。
[0008]載體為T12復(fù)合S1 2或ZrO 2中的一種或兩種，當(dāng)載體為T12復(fù)合S12時(shí)，T12與S12的重量比為99.5?98:0.5?2 ;當(dāng)載體為T12復(fù)合ZrO2時(shí)，T1 2與ZrO2的重量比為99.5?95:0.5?5 ;當(dāng)載體為T12復(fù)合S1 2和ZrO 2時(shí)，T1 2、S12, ZrO2的重量比為99 ?93:0.5 ?2:0.5 ?5。
[0009]本發(fā)明所述的煙氣脫硝催化劑，包括以下重量份數(shù)的成分:載體402-476重量份、骨架20-40重量份、活性組分2-50重量份和粘土 2-8重量份。
[0010]本發(fā)明所述的煙氣脫硝催化劑，包括以下重量份數(shù)的原料:載體402-476重量份、活性組分前驅(qū)體水溶液、玻璃纖維20-40重量份和粘土 2-8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2-50重量份，活性組分前驅(qū)體水溶液優(yōu)選質(zhì)量濃度為15-30%。還包括以下重量份數(shù)的原料:油酸3-7重量份、木棉1.0-3.0重量份、聚氧化乙稀3-7重量份、甲基纖維素3_7重量份和濃度為15-25%的氨水45-90重量份。
[0011]本發(fā)明所述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:
[0012]步驟1:將部分載體加入強(qiáng)力混煉機(jī)，然后加入油酸、粘土和活性組分前驅(qū)體水溶液進(jìn)行混煉；
[0013]步驟2:再將剩余的載體與部分水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉；
[0014]步驟3:再將部分濃度為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；
[0015]步驟4:再將玻璃纖維、木棉和剩余的水加入到強(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 ；
[0016]步驟5:再將部分甲基纖維素和部分聚氧化乙烯加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉；
[0017]步驟6:再將剩余的甲基纖維素和剩余的聚氧化乙稀和剩余的濃度為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。
[0018]作為一種優(yōu)選方案，混料包括以下步驟:
[0019]步驟1:將322-356重量份的載體加入強(qiáng)力混煉機(jī)，然后加入3_7重量份的油酸、2-8重量份的粘土、活性組分前驅(qū)體水溶液進(jìn)行混煉，活性組分前驅(qū)體水溶液中以活性組分計(jì)，重量含量為2-50重量份；混煉時(shí)間為45-60分鐘，泥料的溫度大于70°C ；
[0020]步驟2:再將80-120重量份的載體與20-50重量份的水加入到強(qiáng)力混煉機(jī)中進(jìn)行混煉；
[0021]步驟3:再將40-80重量份的濃度為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% ；
[0022]步驟4:再將20-40重量份的玻璃纖維、1.0-3.0重量份的木棉和80-100重量份的水加入到強(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 ;
[0023]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；
[0024]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5-10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。
[0025]其中，活性組分前驅(qū)體水溶液為活性組分的水溶性鹽的水溶液，如硝酸鹽等。
[0026]本發(fā)明所述的煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟:
[0027](I)混料
[0028](2)捏合
[0029]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；
[0030](3)過濾
[0031]將捏合好的泥料添加到過濾機(jī)料斗，過濾機(jī)出口裝有篩網(wǎng)，對泥料進(jìn)行梳理；
[0032](4)壓坯
[0033]過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；
[0034](5)擠出
[0035]在擠出階段，擠出機(jī)將預(yù)擠出的泥料擠出成為蜂窩體；
[0036](6)干燥
[0037]將擠出的產(chǎn)品進(jìn)行干燥；
[0038](7)煅燒
[0039]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，煅燒時(shí)間控制在25-33小時(shí)。
[0040]其中:
[0041]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)。
[0042]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。
[0043]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0044](I)本發(fā)明催化劑機(jī)械強(qiáng)度高，橫向抗壓強(qiáng)度彡3.5Mpa，磨損強(qiáng)度彡0.11% /Kg,而目前應(yīng)用的脫硝催化劑產(chǎn)品橫向抗壓強(qiáng)度一般為2.5Mpa，磨損強(qiáng)度< 0.15% /Kg。機(jī)械性能的提高，減少了催化劑在使用過程中的磨損，破碎和坍塌，保證催化劑可以再生2-3次，延長了催化劑的使用壽命，更加適合我國電廠煙氣中粉塵較高的工況條件，降低了脫硝的成本，以I臺30萬千瓦的機(jī)組為例，催化劑多再生一次，可以節(jié)約投入約240萬/年。
[0045](2)本發(fā)明所述的催化劑在使用過程中，SO2的氧化率彡0.35%,目前應(yīng)用的脫硝催化劑的氧化率為1%，本發(fā)明催化劑對下游設(shè)備的腐蝕及空氣預(yù)熱器的堵塞大大減小，降低了風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，節(jié)省了風(fēng)機(jī)用電。
[0046](3)相比于目前應(yīng)用的催化劑，本發(fā)明催化劑耐水防濕，選用的原材料更加環(huán)保，失效的催化劑不屬于危險(xiǎn)廢棄物，處理容易，可加入到水泥中作為建筑材料或直接做成空心磚，滲水磚等，僅處理費(fèi)用就可以節(jié)約5000?6000元/立方。
[0047](4)本發(fā)明催化劑在30萬千瓦機(jī)組上使用，脫硝效率可以達(dá)到92.3%以上，可以廣