CN114931943A - 一种scr脱硝催化剂及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种SCR脱硝催化剂及其生产方法，其中，所述SCR脱硝催化剂包括以下组分：20%‑30%的轻质氧化铝种子，40%‑50%的二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉混合物，15%‑20%的活性炭球状颗粒，0‑1%的钒金属盐，0‑2%的钼金属盐，5%‑10%的锰金属盐与铈金属盐，1%‑4%的粘结剂以及1%‑5%的增强剂。所述生产方法包括定量称量、滚制成球、微波干燥、材料混合、装填成型、二次微波干燥、脱模入炉焙烧等步骤。本发明能够有效降低脱硝催化剂的生产成本，并提高脱硝催化剂的催化效率和降低起燃温度。
Description
技术领域
本发明涉及脱硝催化剂技术领域，具体而言，涉及一种SCR脱硝催化剂及其生产方法。
背景技术
目前，我国SCR催化剂主要应用在火电厂和汽车尾气处理两个领域。在火电厂领域，虽然水电和核电发展技术逐渐成熟，国家也积极建设新的低污染甚至无污染发电，但是火力发电依然占比较大，所以多维颗粒脱硝催化剂使用量较大。
在多种烟气脱硝技术中以SCR方法被认为是最有效的烟气脱硝方法。催化剂的选择是SCR技术的重点，不同的催化剂所需的反应温度不同，所表现出的催化效率也不同。低温、高效的SCR催化剂一直以来都是研究的热点。目前应用较为广泛的SCR催化剂活性材料主要有贵金属和金属氧化物两大类，用作SCR催化剂载体的材料通常采用比表面积较大的材料，例如活性炭、金属氧化物和分子筛。但是，现有技术中的脱硝催化剂的生产工艺复杂，起燃温度较高，催化效率不高，生产设备购置费用较高以及生产周期较长。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种SCR脱硝催化剂及其生产方法，能够有效降低脱硝催化剂的生产成本，并提高脱硝催化剂的催化效率，降低起燃温度和使用能耗。
第一方面，本发明实施例提供的一种SCR脱硝催化剂，按重量份百分比计，包括以下组分：20%-30%的轻质氧化铝种子，40%-50%的二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉混合物，15%-20%的活性炭球状颗粒，0-1%的钒金属盐，0-2%的钼金属盐，5%-10%的锰金属盐与铈金属盐，1%-4%的粘结剂以及1%-5%的增强剂，其中，所述轻质氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述混合物中二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉的重量比为5:4:1，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm，所述锰金属盐与铈金属盐的重量比为2:3。
优选地，所述SCR脱硝催化剂包含如下组分：20%的轻质氧化铝种子，50%的二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉混合物，16%的活性炭球状颗粒，1%的钒金属盐，6%的锰金属盐与铈金属盐，2%的钼金属盐，2%的粘结剂以及3%的增强剂。
优选地，所述SCR脱硝催化剂包含如下组分：30%的轻质氧化铝种子，40%的二氧化钛、氧化铝、蒙脱石粉混合物，16%的活性炭球状颗粒，0.5%的钒金属盐，9.5%锰金属盐与铈金属盐，1%钼金属盐，1%的粘结剂以及2%的增强剂。
优选地，所述SCR脱硝催化剂包含如下组分：20%的轻质氧化铝种子，47%的二氧化钛、氧化铝、蒙脱石粉混合物，20%的活性炭球状颗粒，1%的钒金属盐，5%的锰金属盐与铈金属盐，2%的钼金属盐，2%的粘结剂以及3%的增强剂。
优选地，所述SCR脱硝催化剂包含如下组分：25%的轻质氧化铝种子，46%的二氧化钛、氧化铝、蒙脱石粉混合物，15%的活性炭球状颗粒，1%的钒金属盐，6%锰金属盐与铈金属盐，2%的钼金属盐，2%的粘结剂以及3%的增强剂。
第二方面，本发明实施例提供的一种SCR脱硝催化剂生产方法，用于制备上述SCR脱硝催化剂，所述生产方法包括以下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合均匀；
滚制成球：将混合后的材料均匀滚制在小球表面，在滚制过程中控制加料速度与加溶液速度，保证滚制成型的小球有一定的强度，控制小球直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的小球进行微波干燥；
材料混合：将微波干燥后的小球、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加去离子水拌和均匀并具有可塑性，得到拌和料，其中，所述去离子水的质量为原料总质量的10-20%；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波进行干燥，并控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将干燥完成的试块脱模后，放入炉内焙烧，焙烧温度控制在500℃，焙烧时间为6-10小时。
本发明的有益效果是：
本发明实施例提供的一种SCR脱硝催化剂及其生产方法，其中，所述生产方法包括定量称量、滚制成球、微波干燥、材料混合、装填成型、二次微波干燥、脱模入炉焙烧等步骤，能够有效降低脱硝催化剂的生产成本和缩短生产周期。另外，通过将较大球体颗粒堆积填充形成较大的空隙空间，且在球体外部添加活性炭颗粒，增大空隙体积，在SCR脱硝催化剂内部形成密集的空腔，提高氮氧化物与催化剂有效组分的接触面积，在相同有效组分参量情况下，保持催化效率不变，并有效降低催化剂起燃温度，从而提高催化剂的催化效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
其中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1
本发明实施例提供的一种SCR脱硝催化剂的生产方法，主要包括如下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合均匀；
滚制成球：将混合后的材料均匀滚制在小球表面，在滚制过程中控制加料速度与加溶液速度，保证滚制成型的小球有一定的强度，控制小球直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的小球进行微波干燥；
材料混合：将微波干燥后的小球、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加去离子水拌和均匀并具有可塑性，得到拌和料，其中，所述去离子水的质量为原料总质量的20%；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波进行干燥，并控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将干燥完成的试块脱模后，放入炉内焙烧，焙烧温度控制在500℃，焙烧时间为6-10小时。
其中，按重量份百分比计，所述SCR脱硝催化剂包含如下组分：20%的轻质氧化铝种子，50%的二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉混合物，16%的活性炭球状颗粒，1%的钒金属盐，6%的锰金属盐与铈金属盐，2%的钼金属盐，2%的粘结剂以及3%的增强剂。
本实施例中，所述轻质氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述混合物中二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉的重量比为5:4:1，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm，所述锰金属盐与铈金属盐的重量比为2:3。
实施例2
本发明实施例提供的一种SCR脱硝催化剂的生产方法，主要包括如下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合均匀；
滚制成球：将混合后的材料均匀滚制在小球表面，在滚制过程中控制加料速度与加溶液速度，保证滚制成型的小球有一定的强度，控制小球直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的小球进行微波干燥；
材料混合：将微波干燥后的小球、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加去离子水拌和均匀并具有可塑性，得到拌和料，其中，所述去离子水的质量为原料总质量的10%；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波进行干燥，并控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将干燥完成的试块脱模后，放入炉内焙烧，焙烧温度控制在500℃，焙烧时间为6-10小时。
其中，按重量份百分比计，所述SCR脱硝催化剂包含如下组分：30%的轻质氧化铝种子，40%的二氧化钛、氧化铝、蒙脱石粉混合物，16%的活性炭球状颗粒，0.5%的钒金属盐，9.5%锰金属盐与铈金属盐，1%钼金属盐，1%的粘结剂以及2%的增强剂。
本实施例中，所述轻质氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述混合物中二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉的重量比为5:4:1，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm，所述锰金属盐与铈金属盐的重量比为2:3。
实施例3
本发明实施例提供的一种SCR脱硝催化剂的生产方法，主要包括如下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合均匀；
滚制成球：将混合后的材料均匀滚制在小球表面，在滚制过程中控制加料速度与加溶液速度，保证滚制成型的小球有一定的强度，控制小球直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的小球进行微波干燥；
材料混合：将微波干燥后的小球、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加去离子水拌和均匀并具有可塑性，得到拌和料，其中，所述去离子水的质量为原料总质量的15%；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波进行干燥，并控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将干燥完成的试块脱模后，放入炉内焙烧，焙烧温度控制在500℃，焙烧时间为6-10小时。
其中，按重量份百分比计，所述SCR脱硝催化剂包含如下组分：20%的轻质氧化铝种子，47%的二氧化钛、氧化铝、蒙脱石粉混合物，20%的活性炭球状颗粒，1%的钒金属盐，5%的锰金属盐与铈金属盐，2%的钼金属盐，2%的粘结剂以及3%的增强剂。
本实施例中，所述轻质氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述混合物中二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉的重量比为5:4:1，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm，所述锰金属盐与铈金属盐的重量比为2:3。
实施例4
本发明实施例提供的一种SCR脱硝催化剂的生产方法，主要包括如下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合均匀；
滚制成球：将混合后的材料均匀滚制在小球表面，在滚制过程中控制加料速度与加溶液速度，保证滚制成型的小球有一定的强度，控制小球直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的小球进行微波干燥；
材料混合：将微波干燥后的小球、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加去离子水拌和均匀并具有可塑性，得到拌和料，其中，所述去离子水的质量为原料总质量的15%；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波进行干燥，并控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将干燥完成的试块脱模后，放入炉内焙烧，焙烧温度控制在500℃，焙烧时间为6-10小时。
其中，按重量份百分比计，所述SCR脱硝催化剂包含如下组分：25%的轻质氧化铝种子，46%的二氧化钛、氧化铝、蒙脱石粉混合物，15%的活性炭球状颗粒，1%的钒金属盐，6%锰金属盐与铈金属盐，2%的钼金属盐，2%的粘结剂以及3%的增强剂。
本实施例中，所述轻质氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述混合物中二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉的重量比为5:4:1，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm，所述锰金属盐与铈金属盐的重量比为2:3。
评价例：
对于制备的 SCR脱硝催化剂与现有技术中的蜂窝SCR催化剂在一定的测试条件下进行评价，得到催化剂的起燃温度和催化效率如下表所示。
| 蜂窝SCR催化剂 | SCR催化剂 | |
| 起燃温度 | 330℃ | 330℃ |
| 入口浓度 | 300mg/m³ | 300 mg/m³ |
| 出口浓度 | 11 mg/m³ | 3mg/m³ |
| 催化剂效率 | 96% | 99.17% |
由上表可以看出，本发明实施例提供的SCR脱硝催化剂具有更低的起燃温度和更好的催化活性。
综上所述，本发明实施例提供的一种SCR脱硝催化剂及其生产方法，其中，所述生产方法包括定量称量、滚制成球、微波干燥、材料混合、装填成型、二次微波干燥、脱模入炉焙烧等步骤，能够有效降低脱硝催化剂的生产成本和缩短生产周期。
另外，通过将较大球体颗粒堆积填充形成较大的空隙空间，且在球体外部添加活性炭颗粒，增大空隙体积，在SCR脱硝催化剂内部形成密集的空腔，提高氮氧化物与催化剂有效组分的接触面积，在相同有效组分参量情况下，保持催化效率不变，并有效降低催化剂起燃温度，从而提高催化剂的催化效率。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种SCR脱硝催化剂，其特征在于，按重量份百分比计，包括以下组分：20%-30%的轻质氧化铝种子，40%-50%的二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉混合物，15%-20%的活性炭球状颗粒，0-1%的钒金属盐，0-2%的钼金属盐，5%-10%的锰金属盐与铈金属盐，1%-4%的粘结剂以及1%-5%的增强剂，其中，所述轻质氧化铝种子的直径为2mm-3mm，所述混合物中二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉的重量比为5:4:1，所述活性炭球状颗粒的直径为2mm-3mm，所述锰金属盐与铈金属盐的重量比为2:3。
2.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂，其特征在于，包含如下组分：20%的轻质氧化铝种子，50%的二氧化钛、氧化铝和蒙脱石粉混合物，16%的活性炭球状颗粒，1%的钒金属盐，6%的锰金属盐与铈金属盐，2%的钼金属盐，2%的粘结剂以及3%的增强剂。
3.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂，其特征在于，包含如下组分：30%的轻质氧化铝种子，40%的二氧化钛、氧化铝、蒙脱石粉混合物，16%的活性炭球状颗粒，0.5%的钒金属盐，9.5%锰金属盐与铈金属盐，1%钼金属盐，1%的粘结剂以及2%的增强剂。
4.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂，其特征在于，包含如下组分：20%的轻质氧化铝种子，47%的二氧化钛、氧化铝、蒙脱石粉混合物，20%的活性炭球状颗粒，1%的钒金属盐，5%的锰金属盐与铈金属盐，2%的钼金属盐，2%的粘结剂以及3%的增强剂。
5.根据权利要求1所述的SCR脱硝催化剂，其特征在于，包含如下组分：25%的轻质氧化铝种子，46%的二氧化钛、氧化铝、蒙脱石粉混合物，15%的活性炭球状颗粒，1%的钒金属盐，6%锰金属盐与铈金属盐，2%的钼金属盐，2%的粘结剂以及3%的增强剂。
6.一种SCR脱硝催化剂的生产方法，用于制备如权利要求1-5任一项所述的SCR脱硝催化剂，特征在于，所述生产方法包括以下步骤：
定量称量：将所有的原料按照预先设计的比例进行称量并混合均匀；
滚制成球：将混合后的材料均匀滚制在小球表面，在滚制过程中控制加料速度与加溶液速度，保证滚制成型的小球有一定的强度，控制小球直径在5-6mm；
微波干燥：将滚制成型的小球进行微波干燥；
材料混合：将微波干燥后的小球、活性炭球状颗粒、粘结剂、增强剂，加去离子水拌和均匀并具有可塑性，得到拌和料，其中，所述去离子水的质量为原料总质量的10-20%；
装填成型：将所述拌和料填入定制模具中；
二次微波干燥：将所述定制模具直接放入微波进行干燥，并控制含水量低于2%；
脱模入炉焙烧：将干燥完成的试块脱模后，放入炉内焙烧，焙烧温度控制在500℃，焙烧时间为6-10小时。
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