[发明专利]一种用于脱除NOx的催化剂及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种用于脱除NOx并适用于SCR脱硝工艺的催化剂及其制备方法。

【背景技术】

人类活动排入大气中的NOx中，90％以上产生于各种燃料燃烧过程。NOx虽有多种，但从燃烧系统中排出的主要是NO和NO₂。根据行业统计，大约50％以上的NOx来自固体燃烧源，其余的来自汽车尾气。NOx对人类的生存环境和生命健康产生了严重的危害，但直至上世纪六十年代末期人类才把NOx作为有害气体予以重视。在控制NOx污染方面，国内外开发出了一系列的用于SCR法脱除NOX的催化剂。然而在催化剂生产制造过程中产生的废气及废水以及废固又在严重地污染着大气环境，同时所制备的催化剂存在活性与寿命不够稳定的问题，增加了脱硝工程的运营维护成本

因此，为避免上述技术问题，确有必要发明一种用于脱除NOx并适用于SCR脱硝工艺的催化剂及其制备方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于脱除NOx并适用于SCR脱硝工艺的催化剂及其制备工艺方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于脱除NOx的催化剂，其包括主催化剂、载体以及玻璃纤维，所述主催化剂是占重量百分含量为0.05～3％的五氧化二钒，所述载体是占重量百分含量为85％～97％的复合钛白粉，所述玻璃纤维占重量百分含量为3％～7％。

本发明的用于脱除NOx的催化剂进一步设置为：所述复合钛白粉主要成分为TiO₂、WO₃以及SiO₂。

本发明的用于脱除NOx的催化剂进一步设置为：所述复合钛白粉中氧化钨的重量百分含量不低于5％，二氧化硅的重量百分含量不低于1％。

本发明的用于脱除NOx的催化剂的制备方法包括如下步骤：

(1)，原料捏合：分别秤取含硅/钨的复合钛白粉、玻璃纤维以及偏钒酸铵，使得复合钛白粉在复合钛白粉、玻璃纤维、五氧化二钒的总重量中占85％至97％，玻璃纤维占钛白粉、玻璃纤维、五氧化二钒的总重量3％至7％；五氧化二钒(由偏钒酸铵转化而来)占复合钛白粉、玻璃纤维、五氧化二钒的总重量0.05％至3％；将复合钛白粉、玻璃纤维以及偏钒酸铵一起投到混炼捏合机中搅拌得到混合物，将混合物放置24小时；

(2)，过滤陈腐：用过滤机过滤后制成砖块再陈腐24小时；

(3)，挤压成型：将陈腐后的物料用挤压成型机成型，成型单体的横截面尺寸为150mm*150mm，根据挤压成型机所配模具孔数不同，成型单体内壁厚为0.5mm～2mm，成型后的催化剂单体用纸箱包装；

(4)，干燥去湿：将纸箱包装的催化剂放入干燥间内进行干燥；

(5)，焙烧强化：将干燥合格品放到网带窑中焙烧强化，焙烧温度控制在180度到650度之间，焙烧时间控制在30小时至35小时之间；

(6)，切割成品：将焙烧强化后的催化剂单体按照设计要求长度切割成成品；

(7)，端面硬化：将切割好的催化剂单体一个端面浸没在Al2(SO4)3溶液中30秒，然后拿出，平放自然晾干；

(8)，检测包装：检测包装入库。

本发明的本发明的用于脱除NOx的催化剂进一步设置为：对制备工序所产生的废气、废水、废固均进行回用处理，采用废气回收处理制造硫酸铵副产品、废水与冷凝水回收处理后再回到生产系统，以及粉尘废料经研磨工序回用至原料捏合的处理方法，使整个催化剂生产制备过程达到绿色无污染零排放程度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、催化剂的活性物为五氧化二钒，载体为复合钛白粉。五氧化二钒与二氧化钛相互配合，最优化的表现出二者在还原氮氧化物的过程中所起到的催化活性与催化选择的特性。

2、催化剂是由多种原料经原料捏合、过滤陈腐、挤压成型、干燥去湿、焙烧强化、切割成品、端面硬化、检测包装，以及废气处理制造高附加值产品和废水回用及粉尘废料的研磨回用等辅助工序而成，通体具有活性，脱硝效率稳定在90％以上，而且载体物质为超细复合钛白粉，比表面积大，活性稳定，对氮气的选择性好，为氮氧化物的催化还原反应创造了一个非常适合的微孔空间架构。

3、针对不同的锅炉、窑炉以及柴油机车产生的烟气或尾气，可以根据所排放气体的实际组分在催化剂生产过程中进行最优化配方，多角度设计，针对性强，抗中毒能力优越。

4、催化剂在成型过程中可以采用圆形内孔或方形内孔的挤出模具，在较大程度上提高了催化剂耐磨强度和耐压强度，同时提高了催化剂抗飞灰堵塞能力，清理飞灰更容易。