[发明专利]一种高强度的脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力催化剂领域，具体涉及一种高强度的脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

我国火电行业的装机容量、发电量与煤耗量均呈不断增长的趋势，由此产生的氮氧化物对环境的危害日趋严重。根据催化剂载体的不同，目前市场上应用于固定源尾气脱硝的催化剂主要是蜂窝式催化剂。该催化剂具有较低的压降、耐磨损性能以及优良的脱硝活性而得到越来越广泛的应用，但现有的蜂窝式催化剂存在一些缺点，其最佳工作温度一般在300～450℃，而在实际工况中，烟气温度难以达到这个温度区间；另一方面为了达到较好的脱硝效果和抗硫抗水性能，蜂窝式脱硝催化剂一般具有较高的孔密度，但是实际烟气中含有的大量水、二氧化硫和粉尘很容易使催化剂发生堵塞。因此，仍然存在催化剂强度低、易粉化、使用寿命短、催化效率低、催化剂用量大、成本高等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高强度的脱硝催化剂及其制备方法，该脱硝催化剂耐压强度、劈裂强度高，孔隙率适中，不易粉化开裂，催化效率高，用量大大减少，使用寿命长，制备工艺简单可控，节约能耗。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种高强度的脱硝催化剂，包括如下重量份的原料：二氧化钛80～100份、二氧化硅20～35份、三氧化钨8～16份、五氧化二钒3～8份、膨胀珍珠岩1～6份、凹凸棒土2～7份、中空玻璃微珠1～3份、聚酯纤维1～3份。

优选地，所述脱硝催化剂包括如下重量份的原料：二氧化钛92份、二氧化硅26份、三氧化钨10份、五氧化二钒4份、膨胀珍珠岩3份、凹凸棒土5份、中空玻璃微珠2份、聚酯纤维3份。

优选地，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛，粒径范围为90～110nm。

优选地，所述膨胀珍珠岩选取的标准为膨胀系数10～20倍，导热系数0.045～0.052W/(m·K)。

上述高强度的脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)催化剂基材的制备：按照重量份称取二氧化钛、二氧化硅、三氧化钨、五氧化二钒，30～40℃混合搅拌均匀后，送入带有齿轮的压延机，通过两个齿轮咬合压延得到基材板，再通入液压机压缩得到催化剂基材；

(2)混合液浸泡、吸附：称取膨胀珍珠岩、凹凸棒土、中空玻璃微珠、聚酯纤维混合搅拌均匀，使用去离子水浸泡30～40min后，超声波清洗3～5min，减压过滤；滤饼中加入无水乙醇，得到混合液；混合液中放入催化剂基材，升温至60～80℃，接入电动搅拌器以40～60r/min搅拌1～2小时后，取出催化剂基材，完成混合液的吸附；

(3)干燥煅烧：将吸附后的催化剂基材放置在无菌干燥机中，以15～20℃/min恒速升温至140～160℃，干燥2～3小时后取出；放入460～480℃的高温窑炉内煅烧20～24小时，自然冷区至室温，得到该脱硝催化剂。

优选地，所述步骤(1)压延机的压延温度为18～25℃，压延速率为60～80m/min，辊筒的长径比为1.6～2.2。

优选地，所述步骤(1)液压机选用万能液压机，工作压强为15～20MPa。

优选地，所述步骤(2)无水乙醇的用量以膨胀珍珠岩、凹凸棒土、中空玻璃微珠、聚酯纤维混合物质量的5～10倍为宜。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明的脱硝催化剂耐压强度、劈裂强度高，孔隙率适中，不易粉化开裂，催化效率高，用量大大减少，使用寿命长；制备工艺包括催化剂基材的制备、混合液浸泡吸附、干燥煅烧等步骤，工艺简单可控，节约能耗。

(2)本发明的脱硝催化剂，以耐腐蚀性、机械性能优良的多个金属或非金属氧化物二氧化钛、二氧化硅、三氧化钨、五氧化二钒为基板基体，配合质轻、多孔、耐高温的膨胀珍珠岩、中空玻璃微珠，粘结性能优良、疏松多孔的凹凸棒土，牢固耐用、回弹耐压的聚酯纤维，不仅明显增加了催化剂的孔隙度，增加了催化剂的比表面积，还降低了成型难度，从而显著提高催化脱硝效率，降低了用量和成本。

(3)本发明的脱硝催化剂的制备方法，通过高压压延、液压形成催化剂基材，基材机械、力学性能稳定，混合液的浸泡能够使微小颗粒被基材的孔隙吸附，明显增加了孔隙率，煅烧后具有良好的成型效果，使得催化剂更加适合火电行业的高温脱硝设备。

具体实施方式

以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。

实施例1