[发明专利]一种船舶柴油机尾气处理的SCR脱硝催化剂

说明书

技术领域

本发明属于船舶柴油机SCR脱硝催化剂制备技术领域，具体涉及一种船舶柴油机尾气处理的SCR脱硝催化剂，目的在于发明一种能适应船舶柴油机尾气脱硝的高强度、高效率的SCR脱硝催化剂。

背景技术

随着全球环境的日益恶化和人们环保意识的逐渐加强，船舶造成的大气污染已引起国际社会的广泛关注。国际海事组织（IMO）于1997年通过了MARPOL73/78公约附则Ⅵ——防止船舶造成大气污染规则，该规则已于2005年5月19日正式生效。2008年10月，在MEPC58次会议上又讨论通过了附则Ⅵ的修正案，该修正案对船舶有害气体的排放提出了更加严格的要求，并明确了氮氧化物排放限值的三个阶段，即TierⅠ、TierⅡ和TierⅢ。

氮氧化物（NOx）是形成酸雨、雾霾、光化学烟雾和温室效应的主要原因。其中水面运行单位（指在海洋环境下运行的任何类型的固定或移动平台与船舶，包括水翼船、气垫船、潜水器、浮艇等）排放的NOx排放占世界NOx总排放量的14%～15%。选择性催化还原（SCR）技术作为目前唯一满足船舶柴油机排放法规Tire- III 的脱硝技术，其中选择性催化还原（SCR）技术的核心在于高效稳定、能适应船舶柴油机烟气的SCR脱硝催化剂。然而，船舶SCR 系统应用存在的问题多而且复杂，其中由于船舶晃动大，柴油机振动强烈，同时脱硝温度在低温段（200~300℃），常规催化剂的抗压强度和低温性能难以适应这种运行工况，导致催化剂使用寿命大大降低。

硅藻土本身独特的硅藻壳体结构，具有强吸附性、大比表面积、高孔隙度、耐高温等优良性质，是良好的催化剂载体材料，但由于硅藻土其机械强度不高，若能通过一定技术手段提高其强度，即可广泛应用于工业中。

现有工艺中，SCR催化剂的成型煅烧温度要到600℃~620℃其催化剂的机械强度才符合要求，而煅烧温度在500℃左右时， V、W和Ti之间的化学键已经形成，继续升高温度会导致TiO₂由锐钛矿型缓慢转向金红石型，导致比表面积下降，影响催化剂脱硝活性。

对于船舶柴油机脱硝而言，催化剂高效率、高强度二者缺一不可。因此，为满足目前船舶市场脱硝要求，亟待开发一种适应于船舶柴油机的高强度、高效率SCR脱硝催化剂。

发明内容

本发明给出了一种船舶柴油机尾气处理的SCR脱硝催化剂，目的在于在传统催化剂的基础上发明一种适用于船舶柴油机环境下的高强度、高效率的SCR脱硝催化剂。

为了实现上述目的，本发明的实施方案为：

所述的船舶柴油机尾气脱硝的SCR脱硝催化剂实施方案为：

步骤一：将纤维素、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或多种配置成具有一定粘度的酸性水溶液，并按质量比（1.2~2）：1将粒度为1000~2000目的硅藻土和具有一定粘度的酸性水溶液在超声作用下充分搅拌混合均匀，密闭环境下静置2~4h，得到精制硅藻土；

步骤二：按质量比（10~15）：1将钛酸丁酯溶胶（以TiO₂计）和步骤一得到的精制硅藻土在超声条件下迅速混合均匀，静置2~6h后在105℃下干燥；

步骤三：将步骤二得到的混合物在600~700℃下焙烧4~6h，得到SCR催化剂载体；

步骤四：以锐钛矿型TiO₂和精制硅藻土为共同载体，并与活性组分、助剂和成型材料经混料、挤出、干燥、煅烧、锯切、包装等工序后得到产品。

其中，所述的载体以由锐钛矿型TiO₂和精制硅藻土为组成的共同载体，占80wt~90wt%。

进一步地，所述的一种船舶柴油机尾气处理的SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述的成型材料中增韧剂(强度材料) 为玻璃纤维和芳纶的混合物，占2wt~8wt%；

优选的，玻璃纤维和芳纶的质量比为（3~5）:1。

更进一步地，所述的一种船舶柴油机尾气处理的SCR脱硝催化剂制备方法，其特征在于，所述的纤维素衍生物包括羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素；

优选的，所述的溶液质量浓度为0.1%~1%， PH为3~5。

更进一步地，所述的一种船舶柴油机尾气处理的SCR脱硝催化剂制备方法，其特征在于，SCR催化剂成型煅烧温度为500~550℃。

本发明的有益效果是：

本发明涉及一种船舶柴油机尾气处理的SCR脱硝催化剂，本发明由于采用了上述实施方案，与现有SCR脱硝催化剂相比具有如下有益效果：