專利名稱：脫硝催化劑及其制備方法以及煙氣脫硝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種催化劑的制備方法，特別是涉及一種煙氣脫硝催化劑的制備方法。
背景技術：
我國煤炭消耗量大，由此引發(fā)的環(huán)境污染尤為嚴重，其中煙塵、SO2和，NOx為主要 污染物。我國燃煤電站NOx氮氧化物排放的現(xiàn)狀是，1995年排放量為265萬噸，2000年為 469萬噸，2002年為520萬噸，預計到2011年將達到550萬噸，NOx成為火力發(fā)電排放的最 主要污染物。NOx是酸雨的主要來源之一，還是光化學煙霧的前體物質(zhì)。同時對人體健康和 生態(tài)環(huán)境將形成較大危害。目前，燃煤電站最有效的NOx控制技術是選擇性催化還原(SCR)工藝，而SCR的關 鍵高性能的催化劑。但現(xiàn)有的脫硝催化劑存在強度低，易粉化、使用壽命短，制作過程不易 成型脫模，且孔隙度不理想，催化效率低、催化劑用量大、成本高等不足。因此，開發(fā)一種廉 價的脫硝催化劑是選擇性催化還原NOx技術迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的脫硝催化劑存在的缺陷，而提供一種新的脫 硝催化劑及其制備方法，所要解決的技術問題是克服上述問題，進一步提高脫硝效率。本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種脫硝催化劑的制備方法，包括混煉、老化、干燥和焙燒步驟，所述的混煉步驟是將 ITAC-140-7A、CTAC-115、硬脂酸、去離子水、氨水、乳酸、玻璃纖維、木漿、水和前述的偏礬酸 銨溶液、羧甲基纖維素和聚氧化乙烯加入混煉機中進行混煉。優(yōu)選的，本發(fā)明提出的脫硝催化劑的制備方法，所述的偏礬酸銨溶液是由80-100 重量份的單乙醇銨、70-80重量份的偏礬酸銨和650-1000重量份的水進行混合得到。優(yōu)選的，本發(fā)明提出的脫硝催化劑的制備方法，所述的混煉步驟包括以下過程一次混煉將280-350重量份的ITAC-140-7A與80-120重量份的CTAC-115在混煉 機中進行混煉，然后加入1. 0-1. 5重量份的硬脂酸、5. 5-7. 0重量份的50%的乳酸、200-250 重量份的水和40-50重量份的15%的氨水進行混煉；二次混煉一次混煉后，將80-120重量份的ITAC-140-7A與15-20重量份的水加 入到一次混煉得到的混料中進行混煉；三次混煉二次混煉后，將100-150重量份的ITAC-140-7A和5_10重量份的15% 的氨水加入到二次混煉得到的混料中進行混煉；四次混煉三次混煉后，將30-40重量份的玻璃纖維、2. 8-3. 5重量份的木漿、 40-60重量份的水和40-80重量份偏礬酸銨溶液加入到三次混煉得到的混料中進行混煉；五次混煉四次混煉后，將1. 5-3. 0重量份的羧甲基纖維素和1. 8-3. 0重量份的聚 氧化乙烯加入到四次混煉得到的混料中進行混煉；
六次混煉五次混煉后，將1. 5-3. 0重量份的羧甲基纖維素和1. 8-3. 0重量份的聚 氧化乙烯和3-8重量份的15%的氨水加入到五次混煉得到的混料中進行混煉。優(yōu)選的，本發(fā)明提出的脫硝催化劑的制備方法，所述的一次混煉的混煉時間為 5-30分鐘，一次混煉得到的混料的pH值應大于7. 5，如果pH值應低于7. 5，則加入氨水進行調(diào)節(jié)。優(yōu)選的，本發(fā)明提出的脫硝催化劑的制備方法，在三次混煉過程中，當物料溫度達 到95°C時，排出混煉物料產(chǎn)生的氣體，三次混煉結束后物料中的水分達到25. 5-27. 5wt%。優(yōu)選的，本發(fā)明提出的脫硝催化劑的制備方法，在老化步驟中，老化環(huán)境的溫度為 20-30°C，濕度大于80%。優(yōu)選的，本發(fā)明提出的脫硝催化劑的制備方法，所述的干燥步驟包括一次干燥，干燥環(huán)境的溫度為25_65°C，濕度為15-85%，干燥時間為10天以上；和二次干燥，干燥環(huán)境的溫度為60_65°C。優(yōu)選的，本發(fā)明提出的脫硝催化劑的制備方法，所述的焙燒步驟包括一段升溫，用5小時將溫度升高到200°C -250°C ；一段焙燒，維持溫度不變焙燒4-5小時；二段升溫，一段焙燒結束后，用8小時將溫度升高到600°C -650°C ；二段焙燒，維持溫度不變焙燒4. 5-6小時。本發(fā)明還提出一種脫硝催化劑，是由上述的脫硝催化劑的制備方法制備得到的催 化劑。本發(fā)明還提出一種煙氣脫硝方法，采用所述的脫硝催化劑對煙氣進行脫硝處理。借由上述技術方案，本發(fā)明脫硝催化劑的制備方法至少具有下列優(yōu)點本發(fā)明提供催化劑制備方法制備得到的脫硝催化劑具有耐壓強度高、不易粉化、 使用壽命長，制作過程容易成型脫模，孔隙度理想，催化效率高、催化劑用量少、成本低的等 優(yōu)點。上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例詳細說明如后。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明應達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合 較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的脫硝催化劑的制備方法其具體實施方式
、結構、特征及其 功效，詳細說明如下。本發(fā)明的脫硝催化劑的制備方法主要包括以下步驟偏礬酸銨溶液的制備例1在偏礬酸銨溶解罐中加入720升去離子水和93. 6千克單乙醇銨(MEA)，通過蒸汽 加熱到80°C，然后加入75. 2千克偏礬酸銨粉末(AMV)，繼續(xù)通過蒸汽對混合液體進行加熱， 直到偏礬酸銨溶解罐溫度為98°C并在此溫度下老化保持30分鐘。然后將混合物料的溫度 調(diào)整為60°C。最后用去離子水調(diào)整溶液體積至900升，獲得偏礬酸銨溶液。偏礬酸銨溶液的制備例2在偏礬酸銨溶解罐中加入600升去離子水和100千克單乙醇銨(MEA)，通過蒸汽加熱到70°C，然后加入80千克偏礬酸銨粉末(AMV)，繼續(xù)通過蒸汽對混合液體進行加熱，直到 偏礬酸銨溶解罐溫度為95°C并在此溫度下老化保持25分鐘。然后將混合物料的溫度調(diào)整 為55°C。最后用去離子水調(diào)整溶液體積至650升，獲得偏礬酸銨溶液。偏礬酸銨溶液的制備例3在偏礬酸銨溶解罐中加入900升去離子水和80千克單乙醇銨(MEA)，通過蒸汽加 熱到85°C，然后加入70千克偏礬酸銨粉末(AMV)，繼續(xù)通過蒸汽對混合液體進行加熱，直到 偏礬酸銨溶解罐溫度為90°C并在此溫度下老化保持45分鐘。然后將混合物料的溫度調(diào)整 為65°C。最后用去離子水調(diào)整溶液體積至1000升，獲得偏礬酸銨溶液。催化劑制備實施例1混煉 一次混煉將一定量四2. 7千克的ITAC-140-7A (Ti02-ff03)與100. 5千克的 CTAC-115 (Ti02-W03-Si02)加入到強力混練機中，通過轉子的低速旋轉，轉速為350rpm，運 行混煉機。然后，加入1. 30千克硬脂酸、6. 5千克50%的乳酸(50% LA) ,230升去離子水和 45升15%的氨水，將以上物質(zhì)進行混合、混煉?；鞜掃^程為通過轉子的高速旋轉(750rpm) 運行混煉機7分鐘。上述的ITAC-140-7A和CTAC-115為日本日暉觸媒化成株式會社生產(chǎn)的二氧化鈦 粉末，ITAC-140-7A和CTAC-115是產(chǎn)品牌號。上述的二氧化鈦粉末是從硫酸鈦溶液的水解 中得到的。二氧化鈦是銳鈦型。燃燒矢量的典型值在1000°C時為3%。二氧化鈦粉末(ITAC-140-7A)的典型性質(zhì)如下X射線的峰高 140 士 10毫米比表面積90 士 10m2/gITAC-140-7A 的組成為二氧化鈦93 士 0.7%三氧化鎢7 士 0.7%氧化鈉最大0.01%氧化鉀最大0.01%三氧化二鐵最大0.01%四氧化硫1.5-3.5%二氧化鈦粉末(CTAC-115)的典型性質(zhì)如下X射線的峰高 110 士 15毫米比表面積110 士 20m2/gCTAC-115 的組成為二氧化鈦90 士 1.0%三氧化鎢5 士 0.7%二氧化硅7. 5 士 3. 5%氧化鈉最大0.06%氧化鉀最大0.03%三氧化二鐵 最大0.01%四氧化硫最大2. 8%
二次混煉一次混煉后，將一定量的105. 0千克的ITAC-140-7A粉末至混煉機與 18升去離子水加入到一次混煉得到的混料中進一步混合、進行二次混煉，轉子的高速運轉 運行混煉機20分鐘。三次混煉二次混煉后，加入135. 0千克的ITAC-140-7A和8升15 %的氨水到二 次混煉得到的混料中，進行混合，進行三次混煉。當混合物料的溫度達到95°C時，打開混煉 機排氣閥排出物料中產(chǎn)生的氣體，完全打開靠近混煉機的(通向氨洗滌塔)排氣節(jié)氣閥，并 調(diào)節(jié)靠近氨洗滌塔的排氣節(jié)氣閥的開口，這樣廢氣不會從引擎罩中泄露，并繼續(xù)混煉35分 鐘。在水分達到25. 5-27. 5wt%，停止三次混煉。為了取得原材料的可塑性，混練機的操作 順序、混料水分在這一階段必須嚴格按規(guī)定控制。在三次混煉操作中，為了排除混料中的水 分便于干燥，開啟NH3洗滌塔的排風機。四次混煉三次混煉后，在轉子低速下，在三次混煉得到的混料中加36. 1千克入 玻璃纖維(GF)、3. 25千克木漿棉、50升去離子水和50升前述偏礬酸銨溶液的制備例1制備 的偏礬酸銨溶液。然后轉子的高速旋轉運行混煉機10分鐘繼續(xù)混合、混煉。五次混煉四次混煉后，改變轉子的轉動方向并低速運行，依次加入2. 14千克羧 甲基纖維素(CMC)和2. 44千克聚氧化乙烯(PEO)。添加羧甲基纖維素和聚氧化乙烯后， 運行混煉機冷風機并調(diào)節(jié)靠近氨洗滌塔的排氣節(jié)氣閥的開口，這樣廢氣不會從引擎罩中泄 露，并通過轉子的高速反向旋轉運行混煉機5分鐘。五次混煉結束時，同時停止混煉機冷風 機。六次混煉五次混煉后，加入剩余的2. 14千羧甲基纖維素(CMC)、2. 44千克聚氧化 乙烯(PEO)和5升15%的氨水繼續(xù)混合、混煉，同時運行混練機冷卻風機。通過加入15% 的氨水與去離子水調(diào)整混料的水分和pH值時，水分為29. 7wt%，堆密度為2. lg/cm3、pH值 為 8. 0。將混煉后的物料裝入混料布袋密封。然后放置至少一天的時間進行老化。經(jīng)過混煉后的物料，其典型物性數(shù)據(jù)如表1表1混煉后物料物性數(shù)據(jù)
權利要求
1.一種脫硝催化劑的制備方法，包括混煉、老化、干燥和焙燒步驟，其特征在于所述 的混煉步驟是將ITAC-140-7A、CTAC-115、硬脂酸、去離子水、氨水、乳酸、玻璃纖維、木漿、水 和偏礬酸銨溶液、羧甲基纖維素和聚氧化乙烯加入混煉機中進行混煉。
2.根據(jù)權利要求1所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，所述的偏礬酸銨溶液 是由80-100重量份的單乙醇銨、70-80重量份的偏礬酸銨和650-1000重量份的水進行混合 得到。
3.根據(jù)權利要求2所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，所述的混煉步驟包括 以下過程一次混煉將280-350重量份的ITAC-140-7A與80-120重量份的CTAC-115在混煉機 中進行混煉，然后加入1. 0-1. 5重量份的硬脂酸、2. 5-4. 0重量份的乳酸、200-250重量份的 水和40-50重量份的5-15%的氨水進行混煉；二次混煉一次混煉后，將80-120重量份的ITAC-140-7A與15-20重量份的水加入到 一次混煉得到的混料中進行混煉；三次混煉二次混煉后，將100-150重量份的ITAC-140-7A和5_10重量份的5-15%的 氨水加入到二次混煉得到的混料中進行混煉；四次混煉三次混煉后，將30-40重量份的玻璃纖維、2. 8-3. 5重量份的木漿、40-60重 量份的水和40-80重量份的所述偏礬酸銨溶液加入到三次混煉得到的混料中進行混煉；五次混煉四次混煉后，將1. 5-3. 0重量份的羧甲基纖維素和1. 8-3. 0重量份的聚氧化 乙烯加入到四次混煉得到的混料中進行混煉；六次混煉五次混煉后，將1. 5-3. 0重量份的羧甲基纖維素和1. 8-3. 0重量份的聚氧化 乙烯和3-8重量份的5-15%的氨水加入到五次混煉得到的混料中進行混煉。
4.根據(jù)權利要求3所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，所述的一次混煉的混 煉時間為5-30分鐘，一次混煉得到的混料的pH值應大于7. 5，如果pH值應低于7. 5，則加 入氨水進行調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權利要求3所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，在三次混煉過程中， 當物料溫度達到95°C時，排出混煉物料產(chǎn)生的氣體，三次混煉結束后物料中的水分達到 25. 5-27. 5wt%。
6.根據(jù)權利要求1所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，在老化步驟中，老化環(huán) 境的溫度為20-30°C，濕度大于80%。
7.根據(jù)權利要求1所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，所述的干燥步驟包括 一次干燥，干燥環(huán)境的溫度為25-65°C，濕度為15-85%，干燥時間為10天以上；二次干燥，干燥環(huán)境的溫度為60-65°C。
8.根據(jù)權利要求1所述的脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，所述的焙燒步驟包括 一段升溫，用5小時將溫度升高到200°C -250°C ；一段焙燒，維持溫度不變焙燒4-5小時；二段升溫，一段焙燒結束后，用8小時將溫度升高到600°C -650°C ； 二段焙燒，維持溫度不變焙燒4. 5-6小時。
9.一種脫硝催化劑，其特征在于其由權利要求1-8任一項所述的脫硝催化劑的制備方 法制備得到的催化劑。
10. 一種煙氣脫硝方法，其特征在于采用權利要求9所述的脫硝催化劑對煙氣進行脫 硝處理。
全文摘要
本發(fā)明是關于一種脫硝催化劑及其制備方法以及煙氣脫硝方法。所述脫硝催化劑的制備方法，包括混煉、老化、干燥和焙燒步驟，所述的混煉步驟是將ITAC-140-7A、CTAC-115、硬脂酸、去離子水、氨水、乳酸、玻璃纖維、木漿、水和偏礬酸銨溶液、羧甲基纖維素和聚氧化乙烯加入混煉機中進行混煉。采用本方法制備得的脫硝催化劑具有高效的脫硝效率。
文檔編號B01D53/86GK102114423SQ20111000526
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權日2011年1月12日
發(fā)明者于光喜, 王飛, 許峰, 許德富, 趙毅, 顏少云, 馬以青 申請人:江蘇峰業(yè)電力環(huán)保集團有限公司