[发明专利]蜂窝式SCR脱硝催化剂模块硬化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜂窝式SCR脱硝催化剂模块硬化工艺，属于SCR催化剂技术领域。

背景技术

化工燃料燃烧生成的NOx是近三十多年来受到极大关注的一种污染物。已经证明其对人体健康和生态环境构成巨大的威胁，是形成酸雨的主要来源，同时诱发光化学烟、破坏性臭氧层等,也是引起温室效应和光化学反应的主要物质之一。火电厂是NOx排放的最大污染源，占总排放量的36%以上，所以降低NOx 的排放是我国当前“十二五”规则中大气污染物减排的重中之重。脱硝将强制纳入“十二五”环保考核体系，并且首先在火电行业展开，其中“低氮燃烧技术”+SCR(选择性催化还原法)的模式将成为火电厂烟气脱硝的基本方法。低氮燃烧技术将以一次性建设成本和运行成本相对较低的优势占领市场，而SCR的主要技术是在320 ℃～420 ℃的烟气中喷入氨，在催化剂的作用下将NOx还原反应生成氮气和水，其优势在于脱硝去除率非常明显，并且技术相对更加成熟，目前市场占有率最高的SCR催化剂为蜂窝式催化剂。

蜂窝式催化剂是以TiO₂为载体，将催化剂活性成分、无机物等充分混合、烧制等工艺后，将活性混合在催化剂胚体内部，形成发达的微孔结构。使用过程时，当含有氮氧化物的烟气通过催化剂的孔道时，在一定温度条件及微孔内催化剂活性作用下，与烟气中的氨气发生氧化还原反应，生成氮气和水，从而实现烟气净化的目的。

根据工艺设计要求，催化剂的布置形式有两种：

高尘布置（即装在电除尘之前，烟气温度在300-400℃）； 

低尘布置（即装在电除尘之后，烟气温度低于300℃）。 

由于催化剂活性反应的温度有一定的局限性，因此SCR装置绝大多数布置为高尘布置，但由于高尘布置的缺陷是烟气中含尘量高，对催化剂磨损严重，催化剂易破损。

由于国外电厂烟气含尘量一般都小于30g/Nm3，对催化剂的磨损问题并不突出；而国内燃用煤种比较复杂，烟气中粉尘含量非常高，很多项目高达50-60 g/Nm3，现有催化剂在生产时未做边缘硬化，当烟气通过催化剂的孔道时，由于气流速度的变化（即通道流速提高），烟气中的飞灰颗粒急速撞击催化剂端部，因此，烟气中飞灰对催化剂的磨损主要发生催化剂模块的端头部分，相应的端部磨损最为严重，且随着时间的增长，催化剂模块会越来越短，使得催化剂的使用寿命大幅降低，单纯的硬化工艺会使催化剂硬化后的边缘部分不再具有催化活性，并带来催化剂单体在模块中如何的固定问题，如何处理端部磨损问题，是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的催化剂磨损以及催化剂单体在模块中固定的问题，本发明的目的是提供一种使用寿命长、催化剂活性高的蜂窝式SCR脱硝催化剂模块硬化工艺。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

     蜂窝式SCR脱硝催化剂模块硬化工艺，包括如下步骤，

（1）硬化液配制：将氢氧化铝、磷酸和活性成分按照相应的重量百分百在水中进行混合，配制硬化液；

（2）浸渍：将已经成型并经干燥或烧成后的催化剂的两端或一端浸渍在硬化液中，保持12-30秒的时间，取出后在风温为10～40℃、风湿为30～50%条件下风干，从而使硬化液渗入催化端头部分并覆盖在表面；

（3）烧成硬化：浸渍好硬化液的催化剂在190～420℃温度下进行煅烧，使其中的组分与催化剂结合并发生硬化。

为实现更好的使用效果，上述技术方案的进一步设置如下：

    步骤（1）中，硬化液的配制成分中，氢氧化铝的重量百分百为2～5%，磷酸的重量百分百为6～20%，活性成分为五氧化二钒，其重量百分百为1～5%，余量为水。配置硬化液时，确保磷酸过量，使磷酸与氢氧化铝生成的硬化成分主要为磷酸二氢铝水溶液，其密度为1.41～1.45kg/L。