[发明专利]水泥窑脱硝用蜂窝式脱硝催化剂及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种水泥窑脱硝用蜂窝式脱硝催化剂的制备工艺，包括如下步骤：1）球磨；2）混炼；3）成型；4）定型；5）煅烧。本发明催化剂的制备工艺简单，成本低廉，且制备的催化剂适用于水泥窑的烟气脱硝，具有较强的抗钙中毒能力和耐磨损能力，低温活性高，寿命长，能适应粉尘含量高、碱土金属氧化钙含量高、温度低、二氧化硫含量高的工况条件。

技术领域

本发明涉及一种水泥窑脱硝用蜂窝式脱硝催化剂及其制备工艺。

背景技术

氮氧化物是大气污染的重要组成部分，我国氮氧化物排放量逐年增长，水泥行业氮氧化物排放量也呈现快速增长趋势。《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915～2013)中规定：新建企业和现有企业执行窑尾NOx排放浓度不大于400mg/Nm³的规定，重点地区执行NOx排放浓度不大于320mg/Nm³的规定。目前国家相关部门正在修改水泥行业氮氧化物排放标准，江苏省环保厅已要求全省水泥行业2019年6月1日前氮氧化物排放不高于100毫克/立方米。因此，水泥行业必须使用SCR脱硝技术，其中脱硝催化剂是脱硝系统的关键部分。水泥窑尾预热器出来的烟气中粉尘含量高达80～120g/Nm³，且存在大量的碱土金属CaO，有堵塞催化剂的风险，易加快催化剂的磨损和中毒。经过高温除尘后烟气的含尘量也在40～80g/Nm³，并且烟气温度较燃煤电厂较低，含硫量较高。

传统燃煤蜂窝式脱硝催化剂，孔径在5.8～9.9mm之间，孔数为15～25孔，只能适应含尘量在1～35g/Nm³的烟气，应用于水泥行业，催化剂耐磨性较差，并且容易钙中毒堵塞，而且由于烟气温度低，会形成硫酸铵，催化剂活性下降严重，寿命缩短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水泥窑脱硝用蜂窝式脱硝催化剂及其制备工艺，本发明催化剂的制备工艺简单，成本低廉，且制备的催化剂适用于水泥窑的烟气脱硝，具有较强的抗钙中毒能力和耐磨损能力，低温活性高，寿命长，能适应粉尘含量高、碱土金属氧化钙含量高、温度低、二氧化硫含量高的工况条件。

为实现上述目的，本发明提供一种水泥窑脱硝用蜂窝式脱硝催化剂的制备工艺，包括如下步骤：

1）球磨：在72～85重量份纳米二氧化钛、2～3重量份氧化铝和3～5重量份二氧化硅的混合载体中加入0.5～1.5重量份钒氧化物活性物质前驱体、0.5～1重量份铌氧化物活性物质前驱体、8～15重量份钼氧化物活性物质前驱体、1.5～3重量份碱土金属氧化物活性物质前驱体和/或过渡金属氧化物活性物质前驱体、0.2～0.3重量份羟丙基甲基纤维素、0.5～1重量份桐油、0.1～0.3重量份磷酸二氢铝、0.2～0.4重量份石墨、0.5～1重量份超细硅微粉、150～280重量份去离子水，球磨4～6h，制得混合料；

所述碱土金属选自钙、镁、钡中的至少一种；

所述过渡金属选自铜、铁、镍、镧、铈中的至少一种；

2）混炼：将步骤1）所得混合料混炼60～120min，制得泥料；

3）成型：将步骤2）所得泥料置于真空度为-0.095～-0.09MPa的练泥机中练泥1～3次，再于室温陈腐12～24h，再加压8～15MPa后使用目数为100～200目的筛网过滤1～3次，再在真空状态下通过模具挤出，制得蜂窝状湿坯；

4）定型：将步骤3）所得蜂窝状湿坯微波干燥4～8h，再蒸汽干燥4～6d，制得定型坯体；

5）煅烧：将步骤4）所得定型坯体于550～650℃煅烧8～12h，制得水泥窑脱硝用蜂窝式脱硝催化剂。

优选的，所述钒氧化物活性物质前驱体为偏钒酸铵或草酸钒。

优选的，所述铌氧化物活性物质前驱体为五氯化铌、醋酸铌或氯化铌。