[发明专利]一种蜂窝状Mn-Ce/TiO2-Mg2Al4Si5O18低温脱硝催化材料的干燥煅烧工艺

说明书

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，主要涉及一种蜂窝状Mn-Ce/TiO₂-Mg₂Al₄Si₅O₁₈低温脱硝催化材料的干燥煅烧工艺。

背景技术

2013年出现了52年之最的全国性雾霾天气，这表明我国现阶段的大气污染情况已经十分严重。国民经济工业产业迅速发展的同时给自然环境带来了前所未有的压力，城市PM2.5普遍超标、二氧化硫污染、机动车尾气排放大量增加、氮氧化物型酸雨趋势加重。大气污染物总量已超越环境容量的阈值，氮氧化物作为引起酸雨的重要的污染物急需得到治理，近年来电厂排放的氮氧化物逐渐得到治理，以钒钨钛体系为主的蜂窝状催化剂逐渐满足了市场的需求，其适用于电厂烟气300～400℃的温度段，而适用于低温脱硝的催化材料目前还是空白，水泥厂预热发电后的烟气温度在200℃左右急需使用低温脱硝催化材料。

目前锰铈钛体系催化材料由于具有良好的低温活性收到了研究热点，但由于锰铈钛体系催化材料成型性能差，蜂窝状催化材料的干燥煅烧过程中易出现开裂强度低的问题，无法满足工业化需求。

关于蜂窝状催化剂的干燥，目前钒钨钛体系催化材料的干燥一般为蒸汽干燥，即要同时控制干燥时的温度和湿度，是一个温度逐渐升高，湿度逐渐降低的过程，对条件要求较高，不易控制。

锰铈钛体系催化材料其中的活性组分为锰的不同价态的氧化物，所以要求催化材料的煅烧过程中锰需要被氧化，所以催化材料的煅烧一般在氧化气氛下进行，而在氧化气氛下煅烧催化材料十分容易燃烧，这主要由于锰盐铈盐的熔点都较低，而且铈具有助燃作用，同时催化材料在成型过程中加入的很多有机物成型助剂都十分容易燃烧。从而使蜂窝状催化材料内部温度过高而导致其内外表面温差过大而开裂。如果采用低氧化气氛煅烧催化材料由于有机物的碳化固然不会引起催化材料的燃烧开裂，但由于锰不能被氧化，从而导致催化材料没有活性，所以锰铈钛体系催化材料的煅烧面临一个问题，即有强度则无活性，有活性则开裂没有强度。

发明内容

针对以上问题本发明通过新的干燥煅烧工艺成功克服了以上问题，干燥过程中由于表面涂上了油，可以使蜂窝状表面水分的挥发速度降低同内部大致相同，由于内外同步失水，同步收缩，不会导致催化材料的开裂，不需要控制温度和湿度，可直接放于温度为105℃的干燥室，方法简单易控制。又由于采用了不同气氛分步煅烧的过程，使催化材料既不会燃烧开裂，同时也可以使锰被氧化为不同价态的氧化物而具有活性。

为了实现以上目的，本发明采用了以下方案

一种蜂窝状Mn-Ce/TiO₂-Mg₂Al₄Si₅O₁₈低温脱硝催化材料的干燥煅烧工艺，其特征在于

将原料纳米级Ti0₂、Mg₂Al₄Si₅O₁₈、醋酸锰、硝酸铈、硝酸铁、玻璃纤维、甲基纤维素、粘结剂、豆油、表面活性剂、去离子水按质量比1：1：0.7～1:0.2～0.6：0.1～0.4：0.15～0.25:0.15～0.25:0.5～0.7：0.05～0.08:0.02～0.05：1.5～2.2混合后经过真空炼泥为均匀圆柱型料坯、陈腐2～3天、挤出成型为蜂窝状催化材料。

将挤出成型的后的蜂窝状坯料表面涂上一层油后直接放入温度为105℃的干燥室干燥36～48小时。

将干燥后的催化材料分三个过程进行煅烧，首先常温～200摄氏度采用低氧化气氛，氧气浓度控制在3％以内，升温速率为20～40℃/小时；其次200～350℃采用弱氧化气氛，氧气浓度控制在6％～10％范围内，升温速率为5～20℃/小时；最后350℃～450℃采用强氧化气氛，氧气浓度控制在15％～21％范围内，升温速率为5～20℃/小时，并在450℃后保温2～6小时后自然降温。

如上所述的一种蜂窝状Mn-Ce/TiO₂-Mg₂Al₄Si₅O₁₈低温脱硝催化材料的干燥煅烧工艺中，干燥前涂于蜂窝状催化材料上的油为豆油或桐油。

本发明由于采用以上技术方案，所以具有以下优点

1.干燥对设备环境的要求不高，十分容易控制，干燥方法十分简便，提高了生产效率