[发明专利]一种新型环保无毒催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型环保无毒催化剂，尤其是一种用于烟气脱硝的环保催化剂的制备方法。

背景技术

NOx是形成温室效应和形成酸雨、光化学烟雾的主要成分，而我国大部燃煤电厂依然采用低NOx燃烧技术，所以燃煤锅炉NOx排放具有排放总量大、单位发电量的NOx排放水平高的特点，因此已严重破坏了生态环境，制约了我国环境保护工作发展，影响、危害了人类健康。我国于1991年制定了第一部《火电厂污染物排放标准)》，在国家颁布的最新排放标准中，对电站NOx排放有了严格的规定，2004年以后的燃煤电厂的NOx最高允许排放浓度为450mg/m³。该排放限值已经接近于目前燃烧过程控制技术所能达到的最高水平，若要进一步降低NOx的排放浓度，必须对烟气进行后处理，可见烟气脱硝将成为我国继脱硫后下一个快速增长的市场。

选择性催化还原脱硝技术(SCR)是广泛采用的脱硝技术之一，也是我国各大电力公司投入最多应用最广的脱硝催化技术。目前广泛使用的SCR催化剂主要是V/W/Ti类催化剂，但是这类催化剂不仅价格昂贵，进一步增加了脱硝成本；而且催化剂本身具有很强的毒性，这种催化剂达到使用寿命后，催化活性锐减，其表面附着的剧毒的五氧化二钒，对环境产生极大的危害，简单处理(比如简单的掩埋处理)会造成催化剂的二次污染，而无害化处理五氧化二钒同样花费昂贵，也导致了脱硝成本的极大增加。

因此，采用高效低成本、无毒环保的高活性的催化剂，将对我国电力行业的发展起到决定性的作用，成为工业界和学术界关注的焦点。清华大学的专利200810056629.2研究出一种用于烟气脱硝的催化剂，该催化剂的活性成分为硫酸亚铁，载体采用凹凸棒土、高岭土、沸石等，解决了二次污染问题，但是制备工艺复杂，制得的催化剂的催化效率不高，脱硝效率难以达到90％，而且催化过程中易于被SO2毒化，长期使用效果不佳。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型环保无毒催化剂的制备方法，该催化剂不含剧毒的五氧化二钒，催化效率高，使用寿命长。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型环保无毒催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)二氧化钛载体浆料的制备

将80～95份TiO₂粉末(比表面积约90m²/g)加入65～75℃的温水中，保持温度恒定，充分搅拌1.5～2.5小时；

(2)活性组分的加入

将30～48份，优选为40～47.5份FeSO₄溶解于草酸、乳酸或柠檬酸溶液中，然后在搅拌过程中将形成的溶液缓慢加入二氧化钛载体浆料中，接着将10～25份有机粘结剂和5～8份成型助剂加入，搅拌均匀得到糊状混合体；其中不含五氧化二钒。

(3)混练与陈腐

上述糊状混合体在真空练泥机中混练0.5～1小时，然后在保持湿度不变的条件下进行陈腐6～8小时，再继续混练、陈腐，重复进行2～5次，得到练制好的泥料；

(4)挤出成型

将泥料经安装有湿蜂窝钢模具的挤出机挤出为蜂窝体形状；

(5)干燥和焙烧

将挤出成型的蜂窝体在干燥箱中干燥20～24小时，然后煅烧24～48小时，得到蜂窝状催化剂成品。

其中干燥温度为70～110℃；焙烧温度300～600℃。其中干燥和焙烧过程可以是梯度变换的，70～90℃下干燥10～12小时，90～110℃下干燥10～12小时；300～450℃焙烧12～24小时，450～600℃焙烧12～24小时。

上述催化剂的制备过程中还加入下列各种助剂的一种或几种的组合：淀粉、甲基纤维素、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、硅溶胶、玻璃纤维和单乙醇胺。

上述有机粘合剂为酚醛树脂或呋喃树脂。

本发明的有益效果在于：