[发明专利]高抗热震性蜂窝船用SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了高抗热震性蜂窝船用SCR脱硝催化剂及其制备方法，所述催化剂的重量份：载体纳米钛白粉为40‑80份，γ‑Al₂O₃为5‑10份，活性组分5‑30份，活性助剂2‑10份，结构助剂5‑40份和去离子水。以锐钛矿型纳米二氧化钛、活性γ‑氧化铝球为载体，以偏钒酸铵、硝酸铈为活性前驱体，以特定规格的玻璃纤维、锂辉石、锂霞石等作为结构增强剂，加入胶黏剂、润滑剂等成型助剂，混炼、挤出成胚体，经干燥、煅烧后得到高抗热震性蜂窝船用SCR脱硝催化剂。本发明提高了船用SCR脱硝催化剂的抗热震性能，在25‑550℃急速升温‑降温热震循环30次后，催化剂外观保持完好，脱硝效率仍保持在80％以上。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，特别是高抗热震性蜂窝船用SCR脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

随着整个社会环保意识的不断增强，国际上对船舶尾气排放的要求越来越严格。国际海事组织(IMO)海上环境保护委员会第66届会议(MEPC66)规定，自2016年1月1日起，新造船只安装的柴油机必须达到Tier III标准，要求船舶尾气NOx排放量相比Tier I阶段降低80％，在排放控制区内航行的船舶所产生的废气都必须符合这一新标准。

选择性催化还原(SCR)技术凭借NOx转化效率高、燃油经济性好、适用范围广等优势成为实现Tier III标准的有效途径。SCR系统的核心是SCR催化剂，SCR设备的运行成本很大程度上取决于催化剂的寿命。

由于船舶柴油机频繁启停、怠速以及在低负荷、高负荷时，柴油机尾气温度浮动较大，在满负荷状态下排气温度上限可达到500℃，而在低负荷、怠速状态下，柴油机排气下限温度可低至200℃以下。在温度频繁变动较大的环境中，SCR催化剂存在的使用问题主要有：受骤热骤冷影响，表面极容易产生裂纹，导致催化剂结构强度降低，从而影响催化剂模块的寿命，增大船舶脱硝的运行成本。此外，频繁的温度变化还会使催化剂的活性降低。

发明内容

本发明的目的是提供高抗热震性蜂窝船用SCR脱硝催化剂及其制备方法，要解决现有商用船用脱硝催化剂抗热震性差、脱硝稳定性低、催化剂模块的寿命短，船舶脱硝的运行成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供高抗热震性蜂窝船用SCR脱硝催化剂，所述催化剂的重量份：载体纳米钛白粉为40-80份，γ-Al₂O₃为5-10份，活性组分5-30份，活性助剂2-10份，结构助剂5-40份和去离子水。

进一步，还包括成型助剂和造孔剂。

进一步，成型助剂为胶黏剂和润滑剂；成型助剂5-20份。

进一步，活性组分为钒、钨、钼、铈中的一种或几种。

进一步，活性助剂为钼酸铵、氧化钼、钨酸铵、氧化钨的一种或几种。

进一步，结构助剂为玻璃纤维、锂辉石、锂霞石中的一种或几种。其中，锂辉石本身就具有较低热膨胀性，经煅烧后锂辉石可以改善催化剂内部的结构晶格，能够抵消材料受热震时部分内部应力，提高材料的抗热震性能。β-锂霞石是自然界中少数具有负膨胀系数的物质之一，与大多数材料相反，其随着温度升高体积减小。由于材料热膨胀系数的加和性，β-锂霞石使材料整体表现出低膨胀或“零膨胀”的性能，从而提高材料的热稳定性、抗热震性。

本发明另一方面还提供上述高抗热震性蜂窝船用SCR脱硝催化剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，制备活性前驱体溶液；

步骤二，将载体钛白粉、氧化铝、活性助剂、结构助剂A、氨水、去离子水加入到搅拌机中进行高速搅拌混练；载体钛白粉、氧化铝、活性助剂、结构助剂A、氨水、去离子水的质量比40-80：5-10：2-10：0-10：5-20：50-150；