[发明专利]一种脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱硝催化剂及其制备方法，具体地说涉及一种端面经过强化处理的脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

选择性催化还原（SCR）是一种成熟的烟气脱硝工艺技术，广泛应用于发电厂燃煤锅炉的烟气处理。该工艺以NH₃作为还原剂，在催化剂存在的情况下，将烟气中的NOx选择性的还原为氮气。

SCR脱硝工艺的关键是催化剂。如今工业应用的催化剂多为以TiO₂为基体，以钨和钒的氧化物为活性组分。成型工艺多选择直接挤出成型。该类型催化剂为均质催化剂，催化剂整体均具有催化活性。但是，燃煤锅炉烟气中含有大量的粉尘，这就会对蜂窝（或波纹）催化剂产生磨蚀，其中催化剂迎风面端部尤为严重，此外，工况下气流的流速变化和声波吹灰器的运行，都会使催化剂在模块箱体中发生震动，此时，催化剂端部受到的冲击也最大。

催化剂的磨蚀和破裂损坏达到一定的程度后，需要对催化剂进行更换，从而缩短了催化剂的使用寿命。CN101428240A中公开一种选择性催化还原烟气脱硝催化剂，该方法将已经含有催化剂成分的干燥单体锯切后，按以下步骤制得：（1）将单体一端端部在密度为1.41-1.45kg/L的铝盐水溶液中浸渍5-12秒；（2）用风机吹气15-25秒，将单体浸渍端部表面多余的硬化液吹干净；（3）将浸渍硬化液后的单体放置在煅烧炉内煅烧进行硬化处理，制得催化剂，所述的铝盐为磷酸二氢铝。CN101516509A公开了一种催化剂的制备方法，该方法对载带催化剂成分的载体结构体的端面部分，依次进行下述工序，（1）浸渍于按金属的摩尔数为2.7～3.88摩尔/升的金属盐水溶液中的工序，（2）使其干燥的工序，（3）再次浸渍于按金属的摩尔数为2.7～3.88摩尔/升的金属种类与前述金属盐水溶液相同的金属盐水溶液中的工序，以及（4）进行烧成处理，使催化剂端面固化的工序。上述专利中公布的方法可以不同程度的提高催化剂的端面强度和耐磨性，但是提高的效果均比较有限；此外，前者还存在着所需的浸渍液质量分数高且浓度范围小等不足，导致操作难于控制、重复性差，后者存在需要二次浸渍、工序复杂、成本高等缺点。

以TiO₂为基体的整体成型式脱硝催化剂应用广泛，具有良好的催化效果，但却有抗压和抗震强度低的缺点，尤其是催化剂端面受到气流冲刷和声波吹灰震荡冲击的双重影响。因此，开发出具有强化端面，且操作简单、成本低的催化剂制备方法非常重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种脱硝催化剂及其制备方法。该方法制备的脱硝催化剂的端面强度和耐磨性均得到了大幅提高，可以应用在装备了声波吹灰器的高粉尘燃煤锅炉烟气SCR处理装置上。

一种脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤： 

（1）配制质量浓度为0.15%～0.5%的聚丙烯酰胺水溶液；

（2）将脱硝催化剂单体端部一段浸入步骤（1）所制备的溶液中；

（3）取出单体并用压缩风吹净孔道液体，然后经干燥、焙烧过程制得脱硝催化剂。

本发明方法所述的聚丙烯酰胺水溶液配制过程中控制搅拌速度不高于600转/分钟，优选搅拌速度为400～600转/分钟。

本发明方法中所述的脱销催化剂单体以TiO₂为主要基体，以钨和钒的氧化物为活性组分并掺杂必要的粘结剂和助挤剂，经蜂窝成型设备挤出、干燥和焙烧后得到。

本发明方法中浸渍过程催化剂端部浸入深度为15-30mm，浸渍时停留时间不小于10秒。

本发明方法中干燥温度为100-120℃，干燥时间为2～12小时，优选3～6小时。

本发明中焙烧温度为400-600℃，恒温时间3～15小时，优选4～8小时。

一种脱硝催化剂，采用上述脱硝催化剂的制备方法进行制备。

与现有技术相比，本发明一种脱硝催化剂及其制备方法具有如下优点：

（1）本发明方法制备的脱硝催化剂相比常规的脱硝催化剂（同样经过端面强化处理）具有较高的端面强度和耐磨性，端面强度最高可达1.18 MPa，端面基本无裂纹，磨蚀损失率最小为3.96%，能够适用于各种工况条件的SCR处理装置上；

（2）本发明方法中所用的聚丙烯酰胺为传统工业原料，相比现有技术中采用的无机胶黏剂或有机胶黏剂具有所适用的浸渍液中聚丙烯酰胺含量低并且聚丙烯酰胺溶液质量浓度范围宽，操作过程简单，易于控制，成本低，一次浸渍就能够大幅提高端面强度和耐磨性，并且重复性好，端面均无裂痕；