一种耐磨抗中毒蜂窝式SCR脱硝催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨抗中毒SCR脱硝催化剂的制备方法，包括混炼、一次陈腐、过滤预挤出、二次陈腐、挤出成型、一级干燥、二级干燥、焙烧、切割和端面硬化步骤。本发明专利技术具有耐磨性强、抗压强度高、抗中毒能力强、易于挤出成型、脱硝活性好、寿命长等优点；通过加入蒙脱石粘土代替部分钛钨粉，降低了原料成本，同时改善了催化剂的孔径和孔径分布，利于活性物质的分散，还可以增加催化剂表面酸性，提高脱硝性能；还加入催化剂回收料来有效回收生产中废料，避免了生产废料的固废处理同时节省了成本。本发明专利技术可以广泛适用于火电锅炉、玻璃窑炉、水泥窑、化工及钢铁厂等复杂烟气工况下的脱氮氧化物处理。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨抗中毒蜂窝式SCR脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术涉及催化剂领域，特别涉及一种耐磨抗中毒蜂窝式SCR脱硝催化剂的制备方法。
技术介绍
化石燃料的燃烧生成的氮氧化物，几乎全是NO和NO2，而预计在将来的30~50年内，我国能源消费以煤炭为主的能源格局不会改变，这种以煤炭为主的一次能源生产和消费结构带来了严重的环境污染问题，2010年我国NOx排放已达到2273万吨，按此发展趋势，NOx排放量在2030年将达到3540万吨，控制NOx的排放已经成为污染治理重点工作。随着电力行业的发展和汽车数量的增多，NOx排放量越来越大，NOx不仅能形成酸雨，而且能与碳氢化合物生成光化学烟雾，还参与臭氧层的破坏，也是产生PM2.5等细粒子污染和灰霾的重要原因之一，对人体健康和生态环境构成巨大的威胁。我国“十二五”期间加大了NOx排放的控制力度，单纯的低氮燃烧技术已经无法满足NOx的排放标准，烟气选择性催化还原技术（SCR）是最有效的脱除NOx的方法，高性能的催化剂是SCR脱硝中的关键，而现有大多数脱硝催化剂在使用中存在易磨损、堵塞、中毒、粉化等问题导致寿命缩短，且比表面积、孔隙率低导致催化效率低，还存在催化剂用量大，生产成本偏高等缺陷，因此，开发一种耐磨性能好、抗中毒能力强、脱硝效率高且成本低的脱硝催化剂是SCR脱硝中亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种耐磨抗中毒SCR脱硝催化剂的制备方法，使其能改善脱硝催化剂的耐磨、抗中毒性能，提高其脱硝效率和使用寿命。本专利技术的目的及解决其技术问题是通过以下技术方案来实现的。一种耐磨抗中毒SCR脱硝催化剂的制备方法，包括混炼、一次陈腐、过滤预挤出、二次陈腐、挤出成型、一级干燥、二级干燥、焙烧、切割和端面硬化步骤。1）所述的混炼过程包括以下六个阶段：（1）第一阶段：混炼机在停机状态下，将300~400重量份的钛钨粉、70~150重量份的钛钨硅粉、30~80重量份的催化剂回收料、5~30重量份的仲钼酸铵；在转子正向低速搅拌下加入0.8~2.0重量份的硬脂酸，5~10重量份的乳酸、280~350重量份去离子水和25~40重量份浓度为18%~25%（质量百分比）的氨水于混炼机中，正向高速下强力搅拌均匀；（2）第二阶段：混炼机在停机状态下，将70~150重量份的钛钨粉、40~60重量份的蒙脱石粘土加入混炼机中。正向低速搅拌中下加入10~30重量份的去离子水和3~15重量份浓度为18%~25%（质量百分比）的氨水于混炼机中，在正向高速搅拌下将物料升温至90℃~98℃，然后打开进气阀和排气阀进行抽湿，抽湿时打开进气阀和排气阀门；（3）第三阶段：在混炼机正向低速状态下，将40~60重量份的偏钒酸铵溶液、2.5~4.0重量份的木棉、25~40重量份的玻璃纤维和10~25重量份的去离子水加入混料机中，然后正向高速搅拌均匀；（4）第四阶段：在混炼机反向低速（350rpm）状态下，将0.8~2.0重量份的CMC（羧甲基纤维素）、1.5~4.5重量份的PEO（聚环氧乙烷）和8~15重量份的去离子水加入混炼机中，反向高速（750rpm）搅拌均匀；（5）第五阶段：在混炼机反向低速状态下，将0.8~2.0重量份的羧甲基纤维素和1.5~4.5重量份的聚环氧乙烷加入混炼机中，然后反向高速搅拌均匀；（6）第六阶段：根据混炼物料的检测指标，向混炼机中加入1~10重量份的去离子水和1~10重量份的氨水进行调质，使物料的水分、pH值、收缩率及塑性达到标准要求后从混炼机底部卸下混炼好的物料。上述混炼第一阶段结束后，混合物料的水分为40%~42%，pH值在9.0~10.0；混炼第二阶段结束后，混合物料的水分在24%~26%，pH值在8.0~9.0；混炼第三阶段结束后，混合物料的水分在27%~29%，pH值在8.3~9.2；混炼第五阶段结束后，混合物料水分在27~30%，pH值在7.8~8.6；混炼第六阶段结束后，混合物料水分在28~30%，pH值在8.0~8.6，以挤出力代替的泥料塑性值为1600~2200N。所述的混炼第一至第六阶段在同一混炼机内进行，混炼机内部设有高能转子和星耙，第一至第三阶段为正向运转，第四至第六阶段反向运转。所述钛钨粉晶型为锐钛矿型，其主要成分为TiO2：93%~96%，WO3：4.5%~5.5%，比表面积为80~100m2/g，平均粒径1.0~3.5um；钛钨硅粉晶型为锐钛矿型，其主要成分为TiO2：85%~90%，WO3：4.5%~5.5%，SiO2：4.0%~6.0%，比表面积为95~115m2/g，平均粒径1.0~3.5um；蒙脱石粘土主要成分为SiO2：58%~65%，Al2O3%：18%~24%，Fe2O3：2%~6%，MgO：2%~6%；催化剂回收料的平均粒径在5~20um。所述的偏钒酸铵溶液为50~200重量份的偏钒酸铵、60~220重量份的单乙醇胺和500~700重量份的去离子水在温度为55~95℃、配制罐电机转速为35r/min下配制的，偏钒酸铵溶液密度为1.0~1.5g/ml，偏钒酸铵的浓度用硫酸亚铁铵溶液进行滴定。2）所述的一次陈腐步骤中，物料用塑料袋密封包装后，放置于温度为10~30℃、湿度大于60%的陈腐室内，一次陈腐10~48h。3）所述的过滤预挤出步骤中，将一次陈腐后的物料在过滤预挤出机上过滤后预挤出成方形块状，其挤出温度不高于45℃，过滤用不锈钢网网孔大小为1×3mm，4）所述的二次陈腐步骤中，过滤预挤出后将块状物料密封于塑料箱内，在温度为10~30℃、湿度大于60%的陈腐室内，二次陈腐10~36h。5）所述的挤出成型步骤中，挤出速度为1~1.5m/min，压力为2.5~5.5MPa，温度小于30℃，真空度小于-0.096MPa，挤出催化剂截面宽为155.5~157.5mm，长度为400~1300mm。6）所述的一级干燥步骤中，将成型催化剂包入带海绵内衬的纸箱中，置于干燥小车上并推入干燥室内，干燥室内温度从25±5℃逐渐上升至60±5℃、湿度从90±5%逐渐下降至20±5%，干燥周期为7~12天。7）所述的二级干燥步骤中，将一级干燥后的催化剂从纸箱内取出叠放在二级干燥车上，送入隧道窑内，在温度为60±5℃、湿度20±5%下进行强力鼓风干燥，干燥时间为12~24h，干燥后催化剂水分为0.5%~3.0%。8）所述的焙烧步骤中，二级干燥后的催化剂在网带窑上并排排列，依次经过升温段Ⅰ、恒温段Ⅰ、升温段Ⅱ、恒温段Ⅱ、冷却段五个区段；各区段温度分别为：升温段Ⅰ：从入口室温升至170~200℃，升温时间5h；恒温段Ⅰ：在170~200℃下恒温4h；升温段Ⅱ：从170~200℃升温到600~625℃，升温时间9h；恒温段Ⅱ：在600~625℃下恒温5.5h；冷却段：从600~625℃冷却到50~80℃，冷却时间9h；排气静压为-80Pa~-30Pa。9）所述的切割及端面硬化步骤中，将焙烧后催化剂两端面进行切割，切割后催化剂一端在硬化液中的浸渍时间为20~50s，浸渍高度为10~30mm；硬化液为磷酸二氢铝溶液或者硫酸铝溶液，磷酸二氢铝溶液在25℃下密度为1.4~1.6g/ml，硫酸铝溶液在25℃下密度为1.0~1.4g/ml。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨抗中毒蜂窝式SCR脱硝催化剂制备方法，其特征在于，包括混炼、一次陈腐、过滤预挤出、二次陈腐、挤出成型、一级干燥、二级干燥、焙烧、切割和端面硬化步骤。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨抗中毒蜂窝式SCR脱硝催化剂制备方法，其特征在于，包括混炼、一次陈腐、过滤预挤出、二次陈腐、挤出成型、一级干燥、二级干燥、焙烧、切割和端面硬化步骤；所述混炼分如下六个阶段：（1）第一阶段：混炼机在停机状态下，将300~400重量份的钛钨粉、70~150重量份的钛钨硅粉、30~80重量份的催化剂回收料、5~30重量份的仲钼酸铵加入混炼机中；在正向低速搅拌下加入0.8~2.0重量份的硬脂酸、5~10重量份的乳酸、280~350重量份的去离子水、25~40重量份浓度为18wt%~25wt%的氨水于混炼机中，正向高速下强力搅拌均匀；（2）第二阶段：混炼机在停机状态下，将70~150重量份的钛钨粉、40~60重量份的蒙脱石粘土加入混炼机中，正向低速搅拌下加入10~30重量份的去离子水和3~15重量份浓度为18wt%~25wt%的氨水于混炼机中，在正向高速搅拌下将物料升温至90℃~98℃，然后打开进气阀和排气阀进行抽湿；（3）第三阶段：在混炼机正向低速状态下，将40~60重量份的偏钒酸铵溶液、2.5~4.0重量份的木棉浆、25~40重量份的玻璃纤维和10~25重量份去离子水加入混料机中，然后正向高速搅拌均匀；（4）第四阶段：在混炼机反向低速状态下，将0.8~2.0重量份的羧甲基纤维素、1.5~4.5重量份的聚环氧乙烷和8~15重量份的去离子水加入混炼机中，反向高速搅拌均匀；（5）第五阶段：在混炼机反向低速状态下，再将0.8~2.0重量份的羧甲基纤维素和1.5~4.5重量份的聚环氧乙烷加入混炼机中，然后反向高速搅拌均匀；（6）第六阶段：根据混炼物料的检测指标，向混炼机中加入1~10重量份的去离子水和1~10重量份的氨水进行调质，调质后从混炼机底部卸下混炼好的物料；所述一次陈腐是将混炼好的物料用塑料袋密封包装后，放置于温度为10~30℃、湿度大于60%的陈腐室内，一次陈腐10~48h；所述过滤预挤出是将一次陈腐后的物料在过滤预挤出机上过滤后预挤出成方形块状，其挤出温度不高于45℃，过滤用不锈钢筛网网孔大小为1×3mm；所述二次陈腐是过滤预挤出后将块状物料密封于塑料箱内，在温度为10~30℃、湿度大于60%的陈腐室内，二次陈腐10~36h；所述挤出成型是将二次陈腐后的块状物料投入真空挤出机中挤出成型，挤出速度为1~1.5m/min，压力为2.5~5.5MPa，温度为10~30℃，真空度小于-0.096MPa，挤出催化剂截面宽为155.5~157.5mm，长度为400~1300mm；所述一级干燥是将成型催化剂包入带海绵内衬的纸箱中，置于干燥小车上并推入干燥室内，干燥室内温度从25±5℃经周期性匀速升温和恒温过程，最后升至60±5℃；湿度从90±5%经周期性匀速降湿及恒湿过程，最后降至20±5%；整个干燥周期为7~12天；所述二级干燥是将一级干燥后的催化剂从纸箱内取出叠放在二级干燥车上，送入隧道窑内，在温度为60±5℃、湿度20±5%下进行强力鼓风干燥，干燥时间为12~24h，干燥后催化剂水分为0.5%~3.0%；所述焙烧是将二级干燥后的催化剂依次经过升温段Ⅰ、恒温段Ⅰ、升温段Ⅱ、恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，周康，韩航，郭休链，陈辉，
申请(专利权)人：湖北省轻工业科学研究设计院，
类型：发明
国别省市：湖北;42