[发明专利]以偏钛酸为原料制备整体挤出式蜂窝状脱硝催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种脱除烟气中氮氧化物的催化剂及其制备方法。

背景技术

火力发电过程中，化石燃料燃烧排放大量的NO_x，造成严重的环境污染。在各种脱氮氧化物方法中，选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR）技术是脱除各种排放废气中NO_x最为重要且最具工业应用价值的一种方法。该法是在催化剂作用下，以NH₃为还原剂将NO_x还原为N₂再排入大气当中。

目前广泛使用的催化剂为V₂O₅-WO₃/TiO₂和V₂O₅-MoO₃/TiO₂体系，主要有蜂窝状和板式两种构型。脱硝催化剂的80%由氧化钛构成，其制备过程是以纳米钛白粉为骨架原料，在其上担载WO₃和V₂O₅，通过挤出或压制的方式成型。纳米钛白粉较常规钛白粉制备工序复杂，其制备包含多种后处理工序，如表面改性，超细化粉碎等，大大增加了生产成本。

中国专利申请（CN03122008.8）公布了一种脱硝催化剂的制备方法，其载体二氧化钛的制备流程如下：用氨水95℃下将偏钛酸熟化处理，然后将浆料冷却→过滤→洗涤→烘干→焙烧→粉碎后得到二氧化钛粉末产品。通过此种改性可以得到结晶度非常好的锐钛型钛白粉，但处理工序比较复杂，需要使用大量的氨水，产品的制造成本较高，也产生大量的废水需要处理。

中国专利申请（CN101318697A）公布了一种脱硝催化剂用钛白粉的制备方法，其制备过程包含了用有机表面活性剂对偏钛酸进行表面改性处理，增加了工艺步骤和生产成本。

本发明仅仅由工业烘干块状偏钛酸焙烧后得到的TiO₂作为原料，不需任何表面改性、破碎分级等进一步的后处理工序，与钒钨混合溶液捏合得到催化剂泥料。用激光粒度仪测定该TiO₂体积平均粒径为5.4微米，大大高于目前制备脱硝催化剂时所使用的纳米级钛白粉（平均粒度<1微米）。在制备过程中向催化剂泥料中添加一定量的煤矸石后可增加泥料的可塑性，提高烧成催化剂的强度，并进一步降低催化剂的成本。制备出的整体脱硝催化剂具有良好的脱硝活性，抗硫性和稳定性，非常适合于火力电厂烟道气脱硝。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种以偏钛酸为原料制备整体挤出式蜂窝状脱硝催化剂的方法。该方法成本低、简单易行，制备出的整体挤出式脱硝催化剂具有良好的机械强度和脱硝活性，适用于火力电厂烟道气氮氧化物治理。

本发明具体提供了一种以偏钛酸为原料制备整体挤出式蜂窝状脱硝催化剂的方法，其特征在于，该方法步骤如下：

（1）直接将偏钛酸焙烧后得到二氧化钛；

（2）将含有钒的盐和含有钨的盐溶解于去离子水中，并加入助溶剂，得到含有钒和钨的混合溶液；

（3）将焙烧偏钛酸得到的二氧化钛、溶解后的钒钨混合溶液、羟丙基甲基纤维素和煤矸石混合后加入捏合机中进行捏合，捏合过程中还要加入桐油和甘油；

（4）将捏合好的催化剂泥料陈腐24～48小时；

（5）陈腐后的催化剂泥料经真空练泥后通过挤出机成型得到蜂窝状结构体；

（6）成型后的蜂窝状结构体经干燥、焙烧后得到脱硝催化剂。

本发明所述以偏钛酸为原料制备整体挤出式蜂窝状脱硝催化剂的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述偏钛酸的平均粒径在3～7μm，焙烧温度在450～650℃。

本发明所述以偏钛酸为原料制备整体挤出式蜂窝状脱硝催化剂的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述含有钒的盐优选为偏钒酸铵，含有钨的盐优选为仲钨酸铵，助溶剂优选为单乙醇胺和氨水。含有钒的盐与含有钨的盐的质量比为1：12～1：3。混合溶液中单乙醇胺的浓度为25～60g/L，氨的浓度为5～35g/L。