一种蜂窝型薄壁船用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蜂窝型薄壁船用SCR脱硝催化剂及其制备方法。所述催化剂采用短玻璃纤维作为强度增强材料，并加入新型分散剂和润滑剂，与载体及其余辅助原料混炼，经薄壁模具挤出成型，最终得到单边孔数30~60、内壁厚为0.2~0.7mm、比表面积600㎡/m³以上的薄壁船用SCR脱硝催化剂，可满足船舶脱硝要求的80%以上效率。

Honeycomb type SCR denitration catalyst for thin-wall ship and preparation method thereof

The invention discloses a honeycomb type SCR denitration catalyst for thin-wall ships and a preparation method thereof. Short glass fiber reinforced materials used as the strength of the catalyst, and adding a new dispersing agent and lubricant, mixing with carrier and other auxiliary materials, the thin-wall mould extrusion, finally get the unilateral hole number 30~60, wall thickness is 0.2~0.7mm, the specific surface area of 600 square meters above the thin ship /m fand SCR denitration catalyst. Can meet the above requirements of the 80% ship denitration efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝型薄壁船用SCR脱硝催化剂及其制备方法
本专利技术涉及船舶柴油机尾气脱硝领域的SCR脱硝催化剂，具体涉及一种蜂窝型薄壁船用SCR脱硝催化剂及其制备方法。
技术介绍
选择性催化还原法(SCR)一种高效、成熟的脱硝方法。常见的蜂窝型商用SCR脱硝催化剂为主要成分为V2O5-WO3/TiO2。根据不同成型技术和设备，可得到不同规格的商用催化剂。随着市场需求行业不断拓展，对脱销催化剂性能的要求逐渐提升，特别是单位体积内的脱销效率。例如，随着环保要求的提高，船舶行业开始采用SCR脱销催化剂用于脱销。由于大功率低速柴油机排气量大、NOx浓度高，传统SCR催化剂已无法满足船舶柴油机烟气脱硝要求，特别是对启动及负荷变化情况下导致的烟气温度变化响应能力较差；此外，船舶布局十分紧凑，空间狭小，很难预留足够的空间布置SCR系统。因此，存在脱销效率低和改造空间不足等困难。有文献报道，对催化剂进行薄壁化改进不仅可增大催化剂的比表面积，还能使活性组分更均匀的分布在催化剂表面，让催化反应物充分接触，提高单位体积催化剂的脱硝效率。然而，目前国内船舶脱硝领域尚未涉及到薄壁化。为解决单位体积催化剂效率偏低的问题，充分改善新脱硝市场存在的问题，有必要通过薄壁化等手段提高催化剂的脱硝性能，并将该技术推广到商用催化剂生产应用中。
技术实现思路
本专利技术针对商用催化剂应用到新脱硝市场存在的问题，在原蜂窝型SCR催化剂生产工艺基础上提供了一种简单易行的薄壁船用SCR催化剂生产工艺。具体而言，所述催化剂采用全新的分散剂、润滑剂作为辅助原料，同时调整玻璃纤维的长度和添加量，最后以薄壁模具挤出成型。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种蜂窝型薄壁船用SCR脱硝催化剂，其制备方法为：（1）按(5-50):(500-800)质量比向混炼机中加入活性组分前驱体、钛白粉，再高速混合；（2）按质量比(20-80):(2-8):(2-30):(2-50):(2-20):(10-225):(200-600)将短玻璃纤维、羟丙甲基纤维素、分散剂、润滑剂、聚氧化乙烯、氨水、水加入到混炼机中后，高速混炼形成泥料；（3）泥料陈腐6-36h后过滤除杂，再陈腐6-24h后用薄壁模具挤出，经干燥、煅烧、切割、包装等工序得到催化剂模块。所述的短玻璃纤维作为强度增强材料，其长度为0~10mm，单丝直径1-50μm；优选地，所述短玻璃纤维长度为0~5mm；优选地，所述短玻璃纤维单丝直径为1-10μm。采用短玻璃纤维，在过滤挤出时能够顺利通过致密的过滤网而不被截留在过滤网上，同时更加均匀的分散在泥料中，提高催化剂的机械强度。所述的分散剂为甲基戊醇、聚丙烯酸钠中的一种或两种；优选地，所述聚丙烯酸钠分子量为1000~10000。分散剂的加入，大大提高了各生产原料的混合均匀性，特别是提高了玻璃纤维的分散性，间接提高了催化剂成品的抗压强度。所述的润滑剂为1,2—丙二醇、季戊四醇、甲基丙二醇中的一种或多种。加入润滑剂，经混合形成的泥料在挤出成型时具有更好的塑性，有利于通过薄壁高孔模具挤出成型。所述催化剂单边孔数为30~60的蜂窝型SCR脱销催化剂，催化剂内壁厚为0.2~0.7mm，催化剂比表面积大于600m2/m3。本专利技术所述的薄壁船用催化剂单位体积中具有更大的催化反应表面积，直接提升了催化效率。常规SCR脱硝催化剂表面，活性组分呈堆积状态，不仅造成活性组分浪费，而且影响了催化剂微孔结构中的气体吸附过程，降低了催化反应效率。因此，薄壁催化剂中活性组分可更均匀地分布在催化剂表面，间接提升催化效率。总之，本专利技术提供的内壁为0.2~0.7mm的薄壁化船用催化剂单位体积下可实现更高的脱硝效率。本专利技术的有益效果如下：1.节约成本：本专利技术所述催化剂内壁厚较薄，单位体积产品所需原材料更少，直接降低了催化剂生产成本；2.比表面积大、催化活性高：本专利技术所述催化剂比表面积大于600m2/m3，最高达到1200m2/m3，单位体积催化剂反应表面积是常规产品的2倍以上，脱硝效率有较大提升。附图说明图1为薄壁船用SCR脱硝催化剂脱硝效率曲线。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本专利技术的范围内。实施例1本实施例公开了一种蜂窝型薄壁船用SCR脱硝催化剂，按以下步骤进行。将活性组分前驱体、钛白粉按40：680质量比混合均匀，再将3mm、直径10μm玻璃纤维、羟丙甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯、1,2—丙二醇、氨水、水等按质量比45：5：15：10：7：105：480在500rpm下混炼，最终形成含水量为30%，pH为9的泥料；泥料陈腐24后过滤，再陈腐12h后用40孔0.6mm壁厚模具挤出，经干燥、煅烧、切割、包装等工序得到40孔0.6mm壁厚船用SCR脱硝催化剂成品。成品比表面积为882m2/m3。实施例2本实施例公开了一种蜂窝型薄壁船用SCR脱硝催化剂，按以下步骤进行。将活性组分前驱体、钛白粉按50：660质量比混合均匀，再将2mm、直径6μm玻璃纤维、羟丙甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯、1,2—丙二醇、氨水、水等按质量比55：4：12：8：10：100：500在500rpm下混炼，最终形成含水量为29%，pH为8.4的泥料；泥料陈腐24后过滤，再陈腐12h后用50孔0.5mm壁厚模具挤出，经干燥、煅烧、切割、包装等工序得到50孔0.5mm壁厚船用SCR脱硝催化剂成品。成品比表面积为1088m2/m3。对实施例中的两种催化剂成品进行台架脱硝性能检测，检测条件为：NO=NH3=1500ppm,O2=5.5%,SO2=250ppm,H2O=5%,GHSV=7000h-1，结果如附图1所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝型薄壁船用SCR脱硝催化剂，其特征在于，其制备方法为：（1）按(5‑50):(500‑800)质量比向混炼机中加入活性组分前驱体、钛白粉，再高速混合；（2）按质量比(20‑80):(2‑8):(2‑30):(2‑50):(2‑20): (10‑225):(200‑600)将短玻璃纤维、羟丙甲基纤维素、分散剂、润滑剂、聚氧化乙烯、氨水、水加入到混炼机中后，高速混炼形成泥料；（3）泥料陈腐6‑36h后过滤除杂，再陈腐6‑24h后用薄壁模具挤出，经干燥、煅烧、切割、包装等工序得到催化剂模块。

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝型薄壁船用SCR脱硝催化剂，其特征在于，其制备方法为：（1）按(5-50):(500-800)质量比向混炼机中加入活性组分前驱体、钛白粉，再高速混合；（2）按质量比(20-80):(2-8):(2-30):(2-50):(2-20):(10-225):(200-600)将短玻璃纤维、羟丙甲基纤维素、分散剂、润滑剂、聚氧化乙烯、氨水、水加入到混炼机中后，高速混炼形成泥料；（3）泥料陈腐6-36h后过滤除杂，再陈腐6-24h后用薄壁模具挤出，经干燥、煅烧、切割、包装等工序得到催化剂模块。2.根据权利要求1所述的一种蜂窝型薄壁船用SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述的短玻璃纤维作为强度增强材料，其长度为0~10mm，单丝直径1-50μm；优选地，所述短玻璃纤维长度为0~5mm；优选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽明，石磊，杨广华，翁端，吴晓东，
申请(专利权)人：福建帕特纳环境产品有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35