一种三叶草形条状低温烟气脱硝催化剂制备工艺

摘要

一种三叶草形条状低温烟气脱硝催化剂制备工艺，先将钛白粉、玻璃纤维、硼酸、二氧化硅粉末、拟薄水铝石加入到捏合机中进行搅拌，混合均匀，得到乳白色混合粉体；然后将草酸氧钒固体加入到去离子水中，并搅拌直至草酸氧钒全部溶解，得到溶液1；再将乳酸加入到去离子水中，形成溶液2；然后将溶液1、溶液2和去离子水加入到乳白色混合粉体中，用捏合机搅拌均匀，得到团状泥料；最后使用条型挤出机对泥料团进行挤出成型，得到条型催化剂；将挤出的条型催化剂常温干燥12h，然后干燥、煅烧得到三叶草形条状催化剂，制备的三叶草形条状催化剂强度高，不易粉化，使用寿命长，有较高的烟气脱硝效率，制备工艺简单，具有良好的应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护的氮氧化物控制技术领域，特别涉及一种三叶草形条状低温烟气脱硝催化剂制备工艺。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是污染大气的主要有害物质之一，也是直接导致我国各地雾霾天、臭氧破坏、空气污染的重大因素。目前，烟气脱硝是控制氮氧化物排放的有效方法之一，其中选择性催化还原技术(SCR)因其脱硝效率高、选择性好、运行稳定可靠等优点，在烟气脱硝过程中得到了广泛的应用。目前使用最为成熟的催化剂是V₂O₅/TiO₂或者在V₂O₅/TiO₂基础上进行改性的催化剂，但此类催化剂因为钒负载量在1％或更少，在操作温度高于350℃时才具有较高活性。然而，大量工业炉窑，如玻璃炉窑、垃圾焚烧电厂等，由于排放烟气温度较低(<250℃)，需采用热源对烟气进行再加热，这就增加了运行费用。

三叶草形条状催化剂具有较大的堆积密度，能够有效的增加气体与催化剂的接触面积，提高催化效率。然而，相对于涂覆式蜂窝状催化剂，三叶草形条状催化剂的机械强度略差。因此，开发一种应用在低温条件下的三叶草形条状脱硝催化剂是很有实际应用意义的。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种三叶草形条状低温烟气脱硝催化剂制备工艺，制备的催化剂强度高、不易粉化、脱硝效率高，可广泛应用于低温条件下的玻璃炉窑、垃圾焚烧电厂等的烟气脱硝。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种三叶草形条状低温烟气脱硝催化剂制备工艺，包括如下步骤：

步骤一：将钛白粉、玻璃纤维、硼酸、二氧化硅粉末、拟薄水铝石加入到捏合机中进行搅拌，混合均匀，得到乳白色混合粉体；

步骤二：将草酸氧钒固体加入到去离子水中，草酸氧钒固体为钛白粉质量的10％～20％，去离子水用量为钛白粉质量的20％～30％，并搅拌，直至草酸氧钒全部溶解，记为溶液1；

步骤三：将乳酸加入到去离子水中，乳酸用量为钛白粉质量的1％～3％，去离子水用量为钛白粉质量的3％～6％，形成溶液记为溶液2；

步骤四：将溶液1、溶液2和去离子水加入到步骤一得到的乳白色混合粉体中，用捏合机搅拌均匀，得到团状泥料；

步骤五：使用条型挤出机对泥料团进行挤出成型，得到条型催化剂；将挤出的条型催化剂常温干燥12h，然后干燥、煅烧得到三叶草形条状催化剂。

所述的步骤一中所加玻璃纤维的质量为钛白粉质量的2％～7％，硼酸和二氧化硅粉末总量为钛白粉质量的5％～20％，拟薄水铝石质量为钛白粉质量的1％～6％。

所述的步骤二中所加草酸氧钒固体焙烧后形成的V₂O₅的负载量为2％～7％。

所加的步骤二、步骤三和步骤四所加总离子水量为钛白粉质量的30％～40％。

所述的步骤五中干燥温度为60℃～120℃，干燥时间为2～6h，煅烧温度为400℃～550℃，煅烧时间为4～8h。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明制备的三叶草形条状催化剂强度高，抗压机械强度可达115N/cm～145N/cm，不易粉化，使用寿命长。

2、本发明制备的三叶草形条状催化剂与气体接触面积大，有较高的烟气脱硝效率，在空速为6000h^-1，SO₂为100ppm，水为5％，200℃时可达到95％的转化率。并且制备工艺简单，具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的实施方式。

实施例一

一种三叶草形条状低温烟气脱硝催化剂制备工艺，步骤如下：

步骤一：将200g钛白粉、4g玻璃纤维、2.5g硼酸、7.5g二氧化硅粉末、2g拟薄水铝石加入到捏合机中进行搅拌，混合均匀，得到乳白色混合粉体；

步骤二：将28g草酸氧钒固体加入到50ml去离子水中，并在50℃下搅拌，直至草酸氧钒全部溶解，记为溶液1；

步骤三：将2.4mL乳酸加入到10mL去离子水中，混合溶液记为溶液2；

步骤四：将溶液1、溶液2和10mL去离子水加入到步骤一得到的乳白色混合粉体中，用捏合机搅拌均匀，得到团状泥料；

步骤五：使用条型挤出机对泥料团进行挤出成型，得到条型催化剂；将挤出的条型催化剂常温干燥12h，然后在烘箱中80℃干燥2h；将烘干的条型催化剂放入到马弗炉中400℃煅烧4h，得到三叶草形条状催化剂。

实施例二

一种三叶草形条状低温烟气脱硝催化剂制备工艺，步骤如下：

步骤一：将200g钛白粉、6g玻璃纤维、5g硼酸、15g二氧化硅粉末、3g拟薄水铝石加入到捏合机中进行搅拌，混合均匀，得到乳白色混合粉体；

步骤二：将30g草酸氧钒固体加入到50ml去离子水中，并在50℃下搅拌，直至草酸氧钒全部溶解，记为溶液1；

步骤三：将2.4mL乳酸加入到10mL去离子水中，混合溶液记为溶液2；

步骤四：将溶液1、溶液2和20mL去离子水加入到步骤一得到的乳白色混合粉体中，用捏合机搅拌均匀，得到团状泥料；

步骤五：使用条型挤出机对泥料团进行挤出成型，得到条型催化剂，将挤出的条型催化剂常温干燥12h，然后在烘箱中100℃干燥4h；将烘干的条型催化剂放入到马弗炉中450℃煅烧6h，得到三叶草形条状催化剂。

实施例三

一种三叶草形条状低温烟气脱硝催化剂制备工艺，步骤如下：

步骤一：将200g钛白粉、6g玻璃纤维、5g硼酸、15g二氧化硅粉末、5g拟薄水铝石加入到捏合机中进行搅拌，混合均匀，得到乳白色混合粉体；

步骤二：将32g草酸氧钒固体加入到50ml去离子水中，并在50℃下搅拌，直至草酸氧钒全部溶解，记为溶液1；

步骤三：将2.4mL乳酸加入到10mL去离子水中，混合溶液记为溶液2；

步骤四：将溶液1、溶液2和20mL去离子水加入到步骤一得到的乳白色混合粉体中，用捏合机搅拌均匀，得到团状泥料；

步骤五：使用条型挤出机对泥料团进行挤出成型，得到条型催化剂；将挤出的条型催化剂常温干燥12h，然后在烘箱中80℃干燥4h；将烘干的条型催化剂放入到马弗炉中500℃煅烧6h，得到三叶草形条状催化剂。

实施例一、二、三所制备的三叶草形条状催化剂活性测试结果及强度测试结果如表1所示。

表1条型催化剂在低温条件下的活性测试结果及强度测试结果

催化剂170℃脱硝效率(％)200℃脱硝效率(％)抗压机械强度(N/cm)实施例一76.294.6117.8实施例二75.295.0130.7实施例三76.996.4147.9

反应条件：温度150℃-300℃，空速6000h^-1，NO含量500ppm，NH₃含量500ppm，SO₂含量100ppm，H₂O含量5％，N₂为平衡气。由表1可知，在低温条件下，根据本发明方法制备的三叶草形条状催化剂具有较高的抗压机械强度，并且脱硝效率良好。