[發明專利]一種蜂窩狀SCR脫硝催化劑的制備工藝

有效

• 申請號: 201210369228.9
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102872919A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王瑞洋;王岳軍;莫建松;劉偉;虞廷興;陳美秀
• 申請（專利權）人: 浙江天藍環保技術股份有限公司
• 主分類號: B01J35/04
• 分類號: B01J35/04;B01J37/08;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及脫硝催化劑制備技術領域，具體涉及一種蜂窩狀SCR脫硝催化劑的制備工藝。

背景技術

煙氣脫硝是目前世界上發達國家普遍采用的減少NOx排放的方法，能夠達到很高的NOx脫除效率，其中應用較多的是SCR和SNCR技術，尤其是SCR技術，脫硝效率可達90％以上。SCR在全球范圍內有數百臺的成功應用業績和數十年的運行經驗，日本和德國約95％的煙氣脫硝裝置采用SCR技術，該方法技術成熟、脫硝率高、幾乎無二次污染。

SCR脫硝技術的關鍵是催化劑，其費用通常占到初始投資的30％～40％。目前工程中采用的催化劑大多數來自進口，更增加了額外成本。因此研發高效率的催化劑具有很重要的經濟意義及現實意義。一般來說催化劑由基材(構成催化劑的骨架)、載體(使活性成分能夠較好的分散和保持的材料)以及活性組分(起催化作用的成分)構成，有蜂窩式、板式、波紋式等多種形式。蜂窩狀催化劑是直接把載體材料本身作為基材制作成蜂窩狀整體式催化劑，催化劑坯料經過擠壓成型、干燥、煅燒成為具有活性的蜂窩狀孔隙結構，在還原劑NH₃的作用下對流經催化劑煙氣中的NOx進行選擇性催化還原，生成對環境無害的N₂和H₂O。

但是，因為以載體TiO₂為主體的催化劑原料屬于瘠性物質，具有一定的水硬性，與水混合時容易成團，沒有塑性，無法直接通過捏合得到塑性物料，因此需要加入其它結構助劑、塑型劑和粘結劑等調節催化劑坯料整體的可塑性。因為載體TiO₂占有很大比例，通常為55～99wt％不等，因此催化劑在干燥和煅燒過程中容易出現開裂的問題，從而導致成品率不高。制作催化劑的原料成本是非常昂貴的，開裂后又不能進行重復加工，因此成品率很大程度上決定了利潤空間。

現有的專利絕大部分是從原料上加以改進，如調整催化劑中結構助劑、粘結劑的添加量，或者探索新的添加劑，但是通過控制制作過程的工藝參數加以改進的專利微乎其微。申請號為200910232040.8的專利公布了催化劑的干燥條件為：溫度80℃保持2～3小時，然后再在溫度105℃保持3～5小時；煅燒條件為：在250℃下煅燒2～3小時，然后在450℃下煅燒4～5小時。在干燥過程中沒有濕度控制，擠出后的催化劑直接放到80℃下干燥很容易開裂；除此之外，在干燥和煅燒過程中溫度跨度大，催化劑急劇受熱，也是導致開裂的重要原因。

發明內容

本發明提供了一種蜂窩狀SCR脫硝催化劑的制備工藝，針對干燥和煅燒提出了嚴格的控制條件，防止催化劑干燥或煅燒過程中開裂，保證催化劑的成品率，可有效減少催化劑的制作成本。使用本工藝還能有效提高催化劑的強度，增加了催化劑的機械性能。

一種蜂窩狀SCR脫硝催化劑的制備工藝，包括：

(1)將原料按比例混料后得催化劑坯料，將催化劑坯料進行一次陳腐，然后進行過濾預擠出；將過濾預擠出后的催化劑坯料進行二次陳腐，然后進行真空成型擠出；

所述原料的組分及其混合比例可是現有技術中制備蜂窩狀SCR脫硝催化劑的任一配方，本發明中，作為一種優選的原料組分及其配比為：載體、活性組分、結構助劑、粘結劑、蒸餾水按質量比1∶(0.5～0.75)∶(0.1～0.25)∶(0.02～0.04)∶(0.1～0.2)混合；

所述載體優選為納米級鈦鎢粉和鈦硅粉。其中鈦鎢粉中含有5～10％的納米級WO₃，鈦硅粉中含有5～10％的納米級SiO₂，鈦鎢粉與鈦硅粉的質量比為4.6～15.0∶1。

所述活性組分優選為醋酸錳、二氧化鈰和氧化銅，其質量比為1∶0.07～0.25∶0.10～0.35。

所述結構助劑優選為玻璃纖維、紙漿棉和甘油，其質量比為1∶0.08～0.24∶0.20～1.67。

所述粘結劑為聚氧化乙烯和羧甲基纖維素鈉，其質量比為1∶0.40～1.62。

混料工藝在混合機中進行，需要適時對物料進行加熱和冷卻；物料在加熱過程中，所有閥門都關閉；冷卻過程中，根據混合機內部溫度來調節混合機進風口和出風口開度，此時會有氣體排出，實現造粒；混合完成的標準主要是看物料的水分、可塑性，水分為13～26％、可塑性為150～300，所有檢測都合格方可卸料。

一次陳腐的時間為8～24h。