[发明专利]一种用于高温废气脱硝的陶瓷蜂窝式催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气脱硝催化剂技术领域，尤其涉及一种用于高温废气脱硝的陶瓷蜂窝式催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化合物NO_X(主要是NO和NO₂)是一种有毒的大气污染物，主要来自于火力发电厂的烟气。如果将含有氮氧化合物NO_X的烟气未经处理直接排放到空气中，就会对人体健康和人类居住环境造成严重的污染。“十二五”期间，国家提出经济要与人类赖以生存的环境和谐发展，环境保护已为全球日益重视，从而促使国内外对大气净化技术进行了大量的研究。

目前，现有技术对NO_X净化处理即烟气脱硝技术，主要是采用选择性催化还原法(SCR)，该法采用的催化剂有蜂窝式、平板式和波纹板式，其中蜂窝式催化剂具有均匀的物理化学结构和较强的抗中毒能力和耐磨性而得到广泛的使用。现有技术蜂窝式催化剂所采用的载体主要有堇青石蜂窝陶瓷、氧化铝、二氧化钛等，并以V₂O₅、WO₃等作为活性组分制备出脱硝用催化剂。但目前所采用的蜂窝式催化剂普遍存在着价格昂贵、催化成本高、催化剂容易老化等问题，从而不利于烟气脱硝技术的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种脱硝能力强、使用寿命长、成本低的用于高温废气脱硝的陶瓷蜂窝式催化剂。本发明的另一目的在于提供上述陶瓷蜂窝式催化剂的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种用于高温废气脱硝的陶瓷蜂窝式催化剂，包括载体和活性组分；所述载体其组成为偏钛酸70～90wt％、玻璃纤维1～5wt％、球土5～25wt％、纤维素2～5wt％、甘油2～6wt％；所述活性组分其组成为硝酸铈20～30wt％、硝酸镧20～30wt％、硝酸铝15～25wt％、硝酸铜25～35wt％。其中，优选地，所述载体其组成为偏钛酸70～90wt％、玻璃纤维1～5wt％、球土5～15wt％、纤维素2～5wt％、甘油2～6wt％。

本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的上述用于高温废气脱硝的陶瓷蜂窝式催化剂，包括以下步骤：

(1)蜂窝式催化剂载体的制备

将所述载体各组分进行配料、并加水混合后，通过挤压成型、煅烧得到蜂窝式催化剂载体；

(2)活性组分浸渍液的制备

将所述活性组分进行配料、并配制成摩尔浓度为0.1～0.3mol/l的活性组分溶液；将尿素配制成摩尔浓度为0.1～0.3mol/l的尿素溶液；然后按照体积比活性组分溶液∶尿素溶液＝1∶1～3混合，而得到活性组分浸渍液；

(3)活性组分的涂覆

将所述蜂窝式催化剂载体浸渍到活性组分浸渍液中，使蜂窝式催化剂载体吸附活性组分；然后对吸附活性组分的蜂窝式催化剂载体进行煅烧处理，而得到用于高温废气脱硝的陶瓷蜂窝式催化剂。

进一步地，本发明所述步骤(1)中水的用量为载体的15～22wt％；煅烧温度为450～550℃。所述步骤(3)中的煅烧温度为450～500℃。

进一步地，本发明所述步骤(3)煅烧所得催化剂的外表面涂覆有环氧树脂，以防止高温废气泄漏。

本发明具有以下有益效果：

本发明实现了脱硝催化剂的低成本生产，所获得的催化剂脱硝能力强、抗硫中毒性强，即使在低温下也有较高的催化活性，并且延长了催化剂的使用寿命。

下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

具体实施方式

本发明实施例用于高温废气脱硝的陶瓷蜂窝式催化剂，包括载体和活性组分；其中，载体的组成为偏钛酸70～90wt％、玻璃纤维1～5wt％、球土5～15wt％、纤维素2～5wt％、甘油2～6wt％；活性组分的组成为硝酸铈20～30wt％、硝酸镧20～30wt％、硝酸铝15～25wt％、硝酸铜25～35wt％。

本发明实施例用于高温废气脱硝的陶瓷蜂窝式催化剂的制备方法，其步骤如下：

(1)蜂窝式催化剂载体的制备

将载体各组分进行配料，加水混合经搅拌拌料、陈腐、真空练泥、挤出成型、微波干燥定型后，在450～550℃温度下煅烧得到蜂窝式催化剂载体；

(2)活性组分浸渍液的制备