[发明专利]整体式蜂窝脱硝催化剂的制备方法

说明书

本发明提供一种活性组分高利用率的脱硝催化剂的制备方法，包括：混炼，称取一定质量的钛白粉、聚氧乙烯、氨基纤维素、硬脂酸和玻璃纤维，加入到混炼釜中搅拌混合均匀，然后加入一定量的水使物料润湿均匀，得到湿料；载体预成型：按照传统整体式蜂窝脱硝催化剂的生产方法将湿料成型成蜂窝状；前驱体溶液配置：将偏钒酸铵、偏钨酸铵配置成一定浓度的水溶液；循环浸渍干燥焙烧；最终煅烧。本发明的优点在于：在相同的反应条件和活性组分负载量下，相较于传统方法制备的整体式蜂窝脱硝催化剂，该催化剂具有更高的活性；在相同的反应条件下达到相同的脱硝效率，采用本方法制备催化剂需要使用更少的活性组分，降低了催化剂的生产成本，节约了资源。

技术领域

本发明提供一种活性组分高利用率的整体式蜂窝脱硝催化剂及其制备方法，属于环境催化和大气污染治理领域。

背景技术

氮氧化物(NOx)是工业烟气中常见的大气污染物之一，可导致雾霾、酸雨等环境问题，是工业大气污染治理的重点对象。随着国家对环保越来越重视，相关政策逐渐收紧，工业烟气污染物排放标准越来越严格，水泥、钢铁、电力等行业氮氧化物排放标准有向超净排放的趋势发展。现在，主流的工业烟气脱硝技术为选择性催化还原(SCR)脱硝技术，其技术核心是脱硝催化剂。目前，传统的商业脱硝催化剂在生产过程第一步的混炼阶段即将钛白粉载体(TiO₂)和活性组分与助剂的前驱体(偏钒酸铵、偏钨酸铵、七钼酸铵等)混合，使发挥催化作用的活性组分与助剂的前驱体在整个催化剂中均匀分布。但是，在整体式蜂窝脱硝催化剂的实际应用过程中，能够起到催化作用的只有催化剂表面及浅层的一部分活性组分，催化剂本体更深层的活性组分由于接触不到烟气而无法发挥作用，产生浪费(李文华，尹顺利，金震楠，等.钒基脱硝催化剂SO₂氧化率控制研究进展[J].洁净煤技术，2019，25(5)：8-16.)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何改进整体式蜂窝脱硝催化剂活性组分利用效率不高的缺点。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种活性组分高利用率的脱硝催化剂的制备方法，包括如下具体步骤：

(1)混炼，称取一定质量的钛白粉、聚氧乙烯、氨基纤维素、硬脂酸和玻璃纤维，加入到混炼釜中搅拌混合均匀，然后加入一定量的水使物料润湿均匀，得到湿料；

(2)载体预成型：按照传统整体式蜂窝脱硝催化剂的生产方法(挤出→干燥→煅烧)将湿料成型成蜂窝状；

(3)前驱体溶液配置：将偏钒酸铵、偏钨酸铵配置成一定浓度的水溶液；

(4)循环浸渍干燥焙烧：将步骤(2)预成型好的蜂窝状钛白粉载体整体浸入步骤(3)的前驱体溶液中并浸渍一定时间，然后取出淋干，进行干燥焙烧，根据活性组分负载量进行循环浸渍干燥焙烧；

(5)最终煅烧：将步骤(4)得到的催化剂进行高温煅烧得到最终的整体式脱硝催化剂成品。

优选地，步骤(1)中所述钛白粉为锐钛矿型钛白粉，其D90为20～30μm。

优选地，步骤(1)中钛白粉占固体粉料质量75～80％，聚氧乙烯、氨基纤维素和硬脂酸均占固体粉料质量的3～5％，玻璃纤维占固体粉料质量5～14％，所述水量为固体粉料质量的40～45％。

优选地，步骤(2)所述湿料成型后的煅烧温度为450～550℃。

优选地，步骤(3)中所述偏钒酸铵的浓度以V₂O₅计为10～20g/L；所述偏钒酸铵与偏钨酸铵的质量比以V₂O₅/WO₃计为1:1～10。

优选地，步骤(4)中所述浸渍时间为2～4s，干燥温度和时间分别为90～110℃、0.5～1h，焙烧温度和时间分别为250～400℃、1～2h。