[发明专利]一种具有低温烧结特性的蜂窝式SCR脱硝催化剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种以偏钛酸为载体原料、特别加入低熔点玻璃粉作为烧结助剂的蜂窝式SCR脱硝催化剂的制备方法。本发明的优点是：选用硫酸法生产钛白粉的中间产品偏钛酸替代钛白粉作为载体原料，同时在催化剂配方中特别加入低熔点玻璃粉作为烧结助剂，在PEO、ACMC等成型助剂和玻璃纤维等结构助剂的共同作用下按照常规生产方法制备得到机械强度高的蜂窝式SCR脱硝催化剂，生产过程中产品无开裂，合格率高，适用于高尘工况下的脱硝。

技术领域

本发明提供一种具有低温烧结特性的蜂窝式SCR脱硝催化剂及制备方法，涉及催化剂制备技术领域，应用于工业窑炉尾气氮氧化物治理。

背景技术

目前商品化的SCR脱硝催化剂基本都是以锐钛矿型二氧化钛(TiO₂)为载体，以五氧化二钒(V₂O₅)为主要催化活性组分，以三氧化钨(WO₃)、三氧化钼(MoO₃)等为抗氧化、抗毒化助剂。SCR催化剂型式可分为三种：蜂窝式、板式和波纹板式。其中，蜂窝式催化剂一般为均质催化剂，通常将TiO₂、V₂O₅、WO₃等混合物(或其前驱物)依次通过原料混炼、挤出成型、干燥和高温煅烧等工序制备得到截面为150mm*150mm、长度不等的催化剂单体，然后再将单体组装成标准模块。

受催化剂水分、干燥速率及高温煅烧温度等变化的影响，蜂窝式SCR脱硝催化剂在实际生产过程表现出开裂(端面开裂、内裂、贯穿裂等)现象，产品合格率达不到较高的水平。在产品实际应用过程中，部分高尘工况下粉尘对蜂窝式SCR脱硝催化剂的长时间冲刷会导致催化剂的机械磨损进而造成不可逆的失活。产品开裂主要是由于催化剂干燥和煅烧过程中物料失水产生的应力无法及时消除造成；而产品在实际应用中磨损主要是由催化剂机械强度不足造成的。

中国专利申请CN201410351756.0提出一种以有机酸和硫酸铝为主要成分的端面硬化液，通过实用该硬化液进行后处理的方法可提高催化剂的抗磨损强度，使蜂窝式SCR脱硝催化剂的磨损率降低30～80％，但是该后处理工艺包含无机酸预浸、吹扫、硬化液浸渍、晾干、煅烧等操作，工艺复杂，操作效率低。中国专利CN201310244764.0提出一种以氢氧化铝、磷酸和五氧化二钒为主要成分的硬化液，通过端面浸渍的方式对蜂窝式SCR脱硝催化剂，但使用该浸渍液后需要经过风干和烧成硬化等步骤。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有蜂窝式SCR脱硝催化剂生产过程中产品开裂及实际使用过程中产品机械磨损严重等问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种具有低温烧结特性的蜂窝式SCR脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将偏钒酸铵和偏钨酸铵或仲钨酸铵加入单乙醇胺水溶液中，充分搅拌使二者溶解完全，得到溶液1；

(2)将偏钛酸加入混炼搅拌釜中，在低搅拌转速下将含钒钨的溶液1加入，然后再加入一定量的去离子水，搅拌一定时间后得到催化剂初级湿料；

(3)将玻璃纤维加入催化剂初级湿料中，通过快速搅拌使玻璃纤维与湿料充分混合均匀；

(4)在低搅拌速度下将一定量的低熔点玻璃粉加入步骤(3)得到的湿料中，然后快速搅拌充分混合；

(5)在低搅拌速度下向步骤(4)的湿料中加入一定量的PEO和ACMC，然后高速搅拌一定时间，直至湿料含水率降至一定值；

(6)将含水率合格的催化剂湿料通过挤出成型机挤出成蜂窝式长方形催化剂单体；

(7)将挤出的催化剂单体依次进行蒸汽干燥和热风干燥，使单体含水率降至一定值；

(8)将干燥后的单体送入网带窑进行高温煅烧，得到所述蜂窝式SCR脱硝催化剂。