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一种scr脱硝催化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种SCR脱硝催化剂，包括催化剂载体、催化剂活性组分和助剂，其特征在于，以催化剂总重量计，所述催化剂载体占85wt％～90wt％，催化剂活性组分占5wt％～15wt％，助剂1wt％～6wt％；催化剂载体为陶土和二氧化钛混合支撑骨架，催化剂活性组分为V2O5、Cr2O3、NiO、CeO2和Gd2O3中的一种或几种，助剂为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠或氧化钾中的一种或几种。有益效果：本发明所得催化剂具有体积小，高转化效率及良好的催化活性和优秀的氨利用率。

Description

一种SCR脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及催化技术领域，具体是一种SCR脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
伴随着国民经济发展、人口增长和城市化进程的加快，环境污染问题的关注度逐渐提高，尤其是NOX的排放问题。硝酸生产过程中产生的尾气含有大量的NOX，直接排入大气中会造成严重的污染，因此，对NOX的处理尤为重要。目前烟气脱硝技术主要有吸收法、氢化还原法、气相反应法等几类。吸收法使用水/碱液/固体吸收，但是对NO吸附效率低，排放高。氢化还原法，使用氢气、烃类队尾气中的氧以及氮氧化物进行还原，由于硝酸尾气中约含有3％的氧，导致还原体气有限与氧发生反应，消耗大量还原剂，且此种催化剂易中毒。目前脱硝效率最高、最为成熟的技术是选择性催化还原(SCR)技术。
NH3-SCR是指在有氧情况下、合适的温度范围(80～400℃)内，还原剂NH3在催化剂的作用下，将NO x选择性还原为N2和水。其反应式如下：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (1)
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O (2)
8NH3+6NO2→7N2+12H2O (3)
工业中大部分NOx脱除主要是以反应(1)为主。SCR过程中不希望生成N2O，它不仅会降低反应的选择性，而且还作为臭氧层破坏气体和温室气体。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种SCR脱硝催化剂及其制备方法。
本发明通过如下技术方案实现：
一种SCR脱硝催化剂制备方法，包括蜂窝陶瓷载体的制备和涂层的制备，其特征在于，包括以下步骤：
a)将陶土和二氧化钛混配，练泥得到泥料；
b)将所述步骤a)得到的泥料干燥、陈腐，得到含水量小于15％的泥料；
c)步骤b)陈腐后的泥料进入挤制机，在6～8MPa的压力下经过模具挤制成湿的蜂窝体；
d)步骤c)所得湿的蜂窝体加入干燥器，在105～140℃下经过40～65h的干燥；
e)步骤d)干燥定型后的蜂窝体进入焙烧炉进行焙烧，在450～550℃下焙烧10～30h，经过8～15h冷却至常温。
f)将步骤e)所得成品进行切割，并进行前端硬化耐磨处理，获得SCR脱硝催化剂载体成品。
g)将涂层的各组分混配，水解；
h)水解后过滤，不溶物在75～90℃下干燥，100～150℃下煅烧；
i)步骤h)煅烧后的产物冷却至室温，通过磨料机磨成粉末，得到涂层物料。
进一步的，所述步骤a)中加入添加剂玻璃纤维。
进一步的，步骤g)加入的组分还包括助催化金属。
进一步的，所述制备好的涂层均匀的喷涂于催化剂载体表面。
一种根据上述方法制备的SCR脱硝催化剂，包括催化剂载体、催化剂活性组分和助剂，其特征在于，以催化剂总重量计，所述催化剂载体占85wt％～90wt％，催化剂活性组分占5wt％～15wt％，助剂1wt％～6wt％；催化剂载体为陶土和二氧化钛混合支撑骨架，催化剂活性组分为V2O5、Cr2O3、NiO、CeO2和Gd2O3中的一种或几种，助剂为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠或氧化钾中的一种或几种。
进一步的，以催化剂载体总重量计，所述陶土占85～90％。二氧化钛占5％～10％。
进一步的，以催化剂总重量计，所述活性组分V2O5重量为5～10％、Cr2O3为3～5％和Gd2O3为2～3％。
进一步的，所述助剂为氧化铝和氧化钙的混合物。
有益效果：本发明所得催化剂具有体积小，高转化效率及良好的催化活性和优秀的氨利用率。
附图说明
图1为国内市场上某催化剂脱硝效率图，图中所示曲线从上至下依次为：NO2转化率、NOX转化率和NO转化率。
图2为本发明SCR脱硝催化剂脱硝效率图，图中所示从上至下曲线依次为：NO2转化率、NOX转化率和NO转化率。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述。
实施例1
本实施例制备一种SCR脱硝催化剂，制备方法包括以下步骤：
a)将陶土900g和二氧化钛100g混配，练泥得到泥料；
b)将所述步骤a)得到的泥料干燥、陈腐，得到含水量10％的泥料；
c)步骤b)陈腐后的泥料进入挤制机，在6MPa的压力下经过模具挤制成湿的蜂窝体；
d)步骤c)所得湿的蜂窝体加入干燥器，在105℃下经过50h的干燥；
e)步骤d)干燥定型后的蜂窝体进入焙烧炉进行焙烧，在500℃下焙烧20h，经过10h冷却至常温。
f)将步骤e)所得成品进行切割，并进行前端硬化耐磨处理，获得SCR脱硝催化剂载体成品。
g)将V2O560g、Cr2O340g、Gd2O3 30g和氧化铝混配，水解；
h)水解后过滤，不溶物在80℃下干燥，120℃下煅烧；
i)步骤h)煅烧后的产物冷却至室温，通过磨料机磨成粉末，得到涂层物料。
J)所述制备好的涂层均匀的喷涂于催化剂载体表面。得到成品SCR脱硝催化剂。
实施例2
本实施例制备一种SCR脱硝催化剂，制备方法包括以下步骤：
a)将陶土900g和二氧化钛100g混配，练泥得到泥料；
b)将所述步骤a)得到的泥料干燥、陈腐，得到含水量15％的泥料；
c)步骤b)陈腐后的泥料进入挤制机，在8MPa的压力下经过模具挤制成湿的蜂窝体；
d)步骤c)所得湿的蜂窝体加入干燥器，在115℃下经过40h的干燥；
e)步骤d)干燥定型后的蜂窝体进入焙烧炉进行焙烧，在450℃下焙烧10h，经过8h冷却至常温。
f)将步骤e)所得成品进行切割，并进行前端硬化耐磨处理，获得SCR脱硝催化剂载体成品。
g)将V2O550g、Cr2O330g、Gd2O3 20g、氧化铝和氧化钙混配，水解；
h)水解后过滤，不溶物在75℃下干燥，100℃下煅烧；
i)步骤h)煅烧后的产物冷却至室温，通过磨料机磨成粉末，得到涂层物料。
J)所述制备好的涂层均匀的喷涂于催化剂载体表面。得到成品SCR脱硝催化剂。
实施例3
本实施例制备一种SCR脱硝催化剂，制备方法包括以下步骤：
a)将陶土900g和二氧化钛100g混配，练泥得到泥料；
b)将所述步骤a)得到的泥料干燥、陈腐，得到含水量8％的泥料；
c)步骤b)陈腐后的泥料进入挤制机，在6MPa的压力下经过模具挤制成湿的蜂窝体；
d)步骤c)所得湿的蜂窝体加入干燥器，在140℃下经过65h的干燥；
e)步骤d)干燥定型后的蜂窝体进入焙烧炉进行焙烧，在550℃下焙烧30h，经过15h冷却至常温。
f)将步骤e)所得成品进行切割，并进行前端硬化耐磨处理，获得SCR脱硝催化剂载体成品。
g)将V2O5100g、Cr2O350g、Gd2O3 30g和氧化铝混配，水解；
h)水解后过滤，不溶物在90℃下干燥，150℃下煅烧；
i)步骤h)煅烧后的产物冷却至室温，通过磨料机磨成粉末，得到涂层物料。
J)所述制备好的涂层均匀的喷涂于催化剂载体表面。得到成品SCR脱硝催化剂。
实施例4
本实施例制备一种SCR脱硝催化剂，制备方法包括以下步骤：
a)将陶土900g和二氧化钛100g混配，练泥得到泥料；
b)将所述步骤a)得到的泥料干燥、陈腐，得到含水量12％的泥料；
c)步骤b)陈腐后的泥料进入挤制机，在6MPa的压力下经过模具挤制成湿的蜂窝体；
d)步骤c)所得湿的蜂窝体加入干燥器，在120℃下经过50h的干燥；
e)步骤d)干燥定型后的蜂窝体进入焙烧炉进行焙烧，在480℃下焙烧10h，经过8h冷却至常温。
f)将步骤e)所得成品进行切割，并进行前端硬化耐磨处理，获得SCR脱硝催化剂载体成品。
g)将V2O550g、Cr2O330g、Gd2O3 20g和氧化铝混配，水解；
h)水解后过滤，不溶物在85℃下干燥，125℃下煅烧；
i)步骤h)煅烧后的产物冷却至室温，通过磨料机磨成粉末，得到涂层物料。
J)所述制备好的涂层均匀的喷涂于催化剂载体表面。得到成品SCR脱硝催化剂。

Claims (8)

1.一种SCR脱硝催化剂制备方法，包括蜂窝陶瓷载体的制备和涂层的制备，其特征在于，包括以下步骤：
a)将陶土和二氧化钛混配，练泥得到泥料；
b)将所述步骤a)得到的泥料干燥、陈腐，得到含水量小于15％的泥料；
c)步骤b)陈腐后的泥料进入挤制机，在6～8MPa的压力下经过模具挤制成湿的蜂窝体；
d)步骤c)所得湿的蜂窝体加入干燥器，在105～140℃下经过40～65h的干燥；
e)步骤d)干燥定型后的蜂窝体进入焙烧炉进行焙烧，在450～550℃下焙烧10～30h，经过8～15h冷却至常温。
f)将步骤e)所得成品进行切割，并进行前端硬化耐磨处理，获得SCR脱硝催化剂载体成品。
g)将涂层的各组分混配，水解；
h)水解后过滤，不溶物在75～90℃下干燥，100～150℃下煅烧；
i)步骤h)煅烧后的产物冷却至室温，通过磨料机磨成粉末，得到涂层物料。
2.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝催化剂制备方法，其特征在于，所述步骤a)中加入添加剂玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝催化剂及其制备方法，其特征在于，步骤g)加入的组分还包括助催化金属。
4.根据权利要求1所述的一种SCR脱硝催化剂制备方法，其特征在于，所述制备好的涂层均匀的喷涂于催化剂载体表面。
5.一种根据上述方法制备的SCR脱硝催化剂，包括催化剂载体、催化剂活性组分和助剂，其特征在于，以催化剂总重量计，所述催化剂载体占85wt％～90wt％，催化剂活性组分占5wt％～15wt％，助剂1wt％～6wt％；催化剂载体为陶土和二氧化钛混合支撑骨架，催化剂活性组分为V2O5、Cr2O3、NiO、CeO2和Gd2O3中的一种或几种，助剂为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠或氧化钾中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的一种SCR脱硝催化剂，其特征在于，以催化剂载体总重量计，所述陶土占85～90％。二氧化钛占5％～10％。
7.根据权利要求5所述的一种SCR脱硝催化剂，其特征在于，以催化剂总重量计，所述活性组分V2O5重量为5～10％、Cr2O3为3～5％和Gd2O3为2～3％。
8.根据权利要求5所述的一种SCR脱硝催化剂，其特征在于，所述助剂为氧化铝和氧化钙的混合物。
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