專利名稱：一種電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化劑，具體是一種脫硝催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
在我國，二氧化硫、氮氧化物等有害物質(zhì)主要是由燃煤過程產(chǎn)生的。隨著我國經(jīng)濟實力的增強，耗電量也將逐步加大。目前，我國已經(jīng)開展了大規(guī)模的煙氣脫硫項目，但煙氣脫硝還未大規(guī)模的開展。有研究資料表明，如果繼續(xù)不加強對煙氣中氮氧化物的治理，氮氧化物的總量和在大氣污染物中的比重都將上升，并有可能取代二氧化硫成為大氣中的主要污染物。我國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一，據(jù)統(tǒng)計，我國67%的氮氧化物(NOx)排放量來自于煤炭的燃燒。據(jù)國家環(huán)?？偩纸y(tǒng)計預(yù)測，2005年和2010年我國火電廠煤炭消耗量分別 占全國總量的56%和64%，火電廠NOx產(chǎn)生量占全國總量的50%。從燃煤消耗對NOx排放貢獻值來看，火電廠NOx排放控制是我國NOx排放總量控制關(guān)鍵所在。隨著我國最新的《火電廠大氣污染物控制排放標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣污染防治法》的頒布實施以及《京都議定書》的正式生效，國內(nèi)對NOx的排放控制將日趨嚴(yán)格，在火力發(fā)電廠中采用有效的NOx排放控制措施勢在必行。在目前各種脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原脫硝(SCR)是應(yīng)用最多、效率最高而且是最成熟的技術(shù)之一，該技術(shù)在20世紀(jì)70年代末80年代初首先由日本發(fā)展起來，之后迅速在日本、歐洲、美國等國家和地區(qū)的電站得到應(yīng)用。我國煙氣脫硝技術(shù)的研究開展得相對較晚，目前已建或擬建的脫硝工程幾乎均以購買歐美和日本技術(shù)使用權(quán)為主，部分環(huán)保企業(yè)通過自主開發(fā)或引進消化吸收的方式也掌握了一定的煙氣脫硝技術(shù)，但核心技術(shù)(特別是催化劑)仍未實現(xiàn)國產(chǎn)化，而引進技術(shù)存在技術(shù)使用費高、難以掌握核心技術(shù)、可升級性差等突出難題，制約著我國NOx治理的開展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑。本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供上述電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑的制備方法。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的:一種電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑，包括以下重量份數(shù)的原料:稀土:8 12 份；納米TiO2 (納米二氧化鈦):76 85份；V2O5 (五氧化二礬):3 6份；WO3 (三氧化鎢):3 6份。為了滿足生產(chǎn)工藝的需要，保證易壓成型，該電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑還包括以下重量份數(shù)的添加劑:硬脂酸:1.5 3份;聚氧化乙烯:1.5 3份；
乳酸:1.5 3份;羧甲基纖維素:1.5 3份。其中硬脂酸作為潤滑劑，增加泥料強度與流動性，聚氧化乙烯作為粘合劑和造孔齊U，乳酸作為吸附劑，羧甲基纖維素作為膠粘劑、可塑劑。本發(fā)明創(chuàng)造性的將稀土應(yīng)用在脫硝催化劑中，通常稀土是以氧化物(Ce02、Y203等)的形式加入催化劑中，在保證催化劑活性不變的前提下，可以大幅度減少貴金屬的用量，并改善催化劑的性能。經(jīng)過實驗表明，稀土在電廠煙氣凈化脫硝催化劑中的主要作用有4個方面:I)提高催化劑載體的性能通常所有的催化劑載體表面有氧化鋁涂層，可以提高載體的表面積，有利于催化劑活性成分的分散，以此提高催化劑的活性和壽命。而氧化鋁在高溫下容易向無活性相轉(zhuǎn)變。加入稀土元素(La或Y)可使其耐熱性能得到明顯改善，抑制相變，能夠起到穩(wěn)定晶格結(jié)構(gòu)和防止體積收縮的雙重作用。 2)提高催化劑的活性加入稀土的催化劑活性高于無稀土催化劑，具有較低的起燃溫度，相同反應(yīng)溫度時有更高的C02生成率。
實際生產(chǎn)應(yīng)用表明，含稀土的LSM/Al-Cord催化劑對CO和HC的轉(zhuǎn)化有很高的催化活性，在400°C時CO和HC的轉(zhuǎn)化率可同時達到99%以上。3)提高催化劑的儲氧能力氧化鈰在Ce203和Ce02之間變化，來調(diào)節(jié)氧的需求。當(dāng)尾氣中氧過剩時，它可吸收氧并儲存起來；當(dāng)尾氣中氧不足時，它又可以釋放出氧氣，使CO, HC, NOx等有害氣體的氧化還原反應(yīng)得以進行而被除去。4)提高催化劑的抗毒能力電廠煙氣氣中常含有催化毒物(如硫、磷、鉛的氧化物等)，當(dāng)加入Ce02后，它能與硫化物反應(yīng)生成穩(wěn)定的Ce2 (S04) 3，并在富油燃燒時轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S，隨尾氣一道被凈化除去。本發(fā)明還提供了一種上述電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑的制備方法，包括下述步驟:步驟1:配料，根據(jù)用途需要選配好原料；步驟2:混煉攪拌:將稀土、納米Ti02、V205、W03投入到混煉機中加入凈水進行攪拌3-4小時，混煉機主軸轉(zhuǎn)速:最大750轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速:9轉(zhuǎn)/分鐘，料耙轉(zhuǎn)速:36轉(zhuǎn)/分鐘，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌2.5-3小時，使其攪拌均勻，化學(xué)反應(yīng)充分；步驟3:過濾預(yù)擠出，將攪拌好的混合物，送入壓力3_9Mpa的擠壓過濾機與壓力3_9Mpa的真空煉泥預(yù)擠出機進行過濾預(yù)擠出，增加成型后的強度，使產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不易變形開裂，并進一步調(diào)節(jié)泥料的物理性能，增強泥料塑性、流動性、粘性等，有利于泥料擠壓成型；步驟4:陳腐，預(yù)擠出的泥料需陳腐至少24小時；步驟5:擠出成型，陳腐好的泥料送入擠出成型機擠出毛肝產(chǎn)品，擠出壓力3_15Mpa ；
步驟6:—次干燥，毛肝產(chǎn)品送入一次干燥箱，干燥時間為100-220小時，控制溫度60-65 度，風(fēng)量 5000-13300m3/h ；步驟7:二次干燥，一次干燥好的產(chǎn)品送入二次干燥箱，干燥時間為12-24小時，控制溫度 60-65 度，風(fēng)量 5000-13300m3/h ；步驟8:產(chǎn)品煅燒，將干燥好的產(chǎn)品送入窯爐中進行煅燒，煅燒時間為48-72小時，最高溫度為615度；步驟9:檢驗、模塊化包裝，即為成品。上述步驟2中的添加劑指的是以下重量份數(shù)的添加劑組合:硬脂酸:1.5 3份；聚氧化乙烯:1.5 3份；乳酸:1.5 3份；羧甲基纖維素:1.5 3份。本發(fā)明的優(yōu)點在于:該電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑將稀土應(yīng)用在脫硝催化劑中，適用于電廠的煙氣脫硝技術(shù)中，提高催化劑載體的性能，提高催化劑的活性，提高催化劑的儲氧能力，提高催化劑的抗毒能力，并且該催化劑成本較低，效果良好，具有廣泛的市場前景。
具體實施例方式實施例一 一種電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑，包括以下重量份數(shù)的原料:稀土: 10 份；納米TiO2 (納米二氧化鈦):80份；V2O5 (五氧化二礬):5 份；WO3 (三氧化鎢):5份。上述電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑的制備方法，包括下述步驟:步驟1:配料，根據(jù)用途需要選配好原料；步驟2:混煉攪拌:將稀土、納米Ti02、V205、W03投入到混煉機中加入凈水進行攪拌
3.5小時，混煉機主軸轉(zhuǎn)速:最大750轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速:9轉(zhuǎn)/分鐘，料耙轉(zhuǎn)速:36轉(zhuǎn)/分鐘，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌2.8小時，使其攪拌均勻，化學(xué)反應(yīng)充分；步驟3:過濾預(yù)擠出，將攪拌好的混合物，送入壓力6Mpa的擠壓過濾機與壓力6Mpa的真空煉泥預(yù)擠出機進行過濾預(yù)擠出，增加成型后的強度，使產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不易變形開裂，并進一步調(diào)節(jié)泥料的物理性能，增強泥料塑性、流動性、粘性等，有利于泥料擠壓成型；步驟4:陳腐，預(yù)擠出的泥料需陳腐24小時；步驟5:擠出成型，陳腐好的泥料送入擠出成型機擠出毛肝產(chǎn)品，擠出壓力IOMpa ；步驟6:—次干燥，毛肝產(chǎn)品送入一次干燥箱，干燥時間為200小時，控制溫度62度，風(fēng)量 10000m3/h ；步驟7:二次干燥，一次干燥好的產(chǎn)品送入二次干燥箱，干燥時間為20小時，控制溫度62度，風(fēng)量10000m3/h ；步驟8:產(chǎn)品煅燒，將干燥好的產(chǎn)品送入窯爐中進行煅燒，煅燒時間為60小時，最高溫度為615度；步驟9:檢驗、模塊化包裝，即為成品。實施例二一種電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑，包括以下重量份數(shù)的原料:稀土:8 份；納米TiO2 (納米二氧化鈦):82份；V2O5 (五氧化二礬):4 份；WO3 (三氧化·鎢):6份；硬脂酸:2份；聚氧化乙烯:2份；乳酸:2份；羧甲基纖維素:2份。上述電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑的制備方法，包括下述步驟:步驟1:配料，根據(jù)用途需要選配好原料；步驟2:混煉攪拌:將稀土、納米Ti02、V205、W03投入到混煉機中加入凈水進行攪拌4小時，混煉機主軸轉(zhuǎn)速:最大750轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速:9轉(zhuǎn)/分鐘，料耙轉(zhuǎn)速:36轉(zhuǎn)/分鐘，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌3小時，使其攪拌均勻，化學(xué)反應(yīng)充分；步驟3:過濾預(yù)擠出，將攪拌好的混合物，送入壓力9Mpa的擠壓過濾機與壓力3Mpa的真空煉泥預(yù)擠出機進行過濾預(yù)擠出，增加成型后的強度，使產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不易變形開裂，并進一步調(diào)節(jié)泥料的物理性能，增強泥料塑性、流動性、粘性等，有利于泥料擠壓成型；步驟4:陳腐，預(yù)擠出的泥料需陳腐30小時；步驟5:擠出成型，陳腐好的泥料送入擠出成型機擠出毛肝產(chǎn)品，擠出壓力15Mpa ；步驟6:—次干燥，毛肝產(chǎn)品送入一次干燥箱，干燥時間為220小時，控制溫度60度，風(fēng)量 5000m3/h ；步驟7:二次干燥，一次干燥好的產(chǎn)品送入二次干燥箱，干燥時間為12小時，控制溫度65度，風(fēng)量13300m3/h ；步驟8:產(chǎn)品煅燒，將干燥好的產(chǎn)品送入窯爐中進行煅燒，煅燒時間為72小時，最高溫度為615度；步驟9:檢驗、模塊化包裝，即為成品。實施例三一種電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑，包括以下重量份數(shù)的原料:稀土: 12 份；納米TiO2 (納米二氧化鈦):76份；V2O5 (五氧化二礬):6 份；WO3 (三氧化鎢):3份；硬脂酸:3份；聚氧化乙烯:1.5份；乳酸:1.5 份;羧甲基纖維素:3份。
上述電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑的制備方法，包括下述步驟:步驟1:配料，根據(jù)用途需要選配好原料；步驟2:混煉攪拌:將稀土、納米Ti02、V205、W03投入到混煉機中加入凈水進行攪拌3小時，混煉機主軸轉(zhuǎn)速:最大750轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速:9轉(zhuǎn)/分鐘，料耙轉(zhuǎn)速:36轉(zhuǎn)/分鐘，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌2.5小時，使其攪拌均勻，化學(xué)反應(yīng)充分；步驟3:過濾預(yù)擠出，將攪拌好的混合物，送入壓力3Mpa的擠壓過濾機與壓力9Mpa的真空煉泥預(yù)擠出機進行過濾預(yù)擠出，增加成型后的強度，使產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不易變形開裂，并進一步調(diào)節(jié)泥料的物理性能，增強泥料塑性、流動性、粘性等，有利于泥料擠壓成型；步驟4:陳腐，預(yù)擠出的泥料需陳腐40小時；步驟5:擠出成型，陳腐好的泥料送入擠出成型機擠出毛肝產(chǎn)品，擠出壓力3Mpa ；步驟6:—次干燥 ，毛肝產(chǎn)品送入一次干燥箱，干燥時間為100小時，控制溫度65度，風(fēng)量 13300m3/h ；步驟7:二次干燥，一次干燥好的產(chǎn)品送入二次干燥箱，干燥時間為24小時，控制溫度60度，風(fēng)量5000m3/h ；步驟8:產(chǎn)品煅燒，將干燥好的產(chǎn)品送入窯爐中進行煅燒，煅燒時間為48小時，最高溫度為615度；步驟9:檢驗、模塊化包裝，即為成品。實施例四一種電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑，包括以下重量份數(shù)的原料:稀土:9 份；納米TiO2 (納米二氧化鈦):85份；V2O5 (五氧化二礬):3 份；TO3 (三氧化鎢):4份；硬脂酸:1.5份;聚氧化乙烯:3份；乳酸:3份；羧甲基纖維素:1.5份。上述電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑的制備方法，包括下述步驟:步驟1:配料，根據(jù)用途需要選配好原料；步驟2:混煉攪拌:將稀土、納米Ti02、V205、W03投入到混煉機中加入凈水進行攪拌3小時，混煉機主軸轉(zhuǎn)速:最大750轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速:9轉(zhuǎn)/分鐘，料耙轉(zhuǎn)速:36轉(zhuǎn)/分鐘，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌2.6小時，使其攪拌均勻，化學(xué)反應(yīng)充分；步驟3:過濾預(yù)擠出，將攪拌好的混合物，送入壓力SMpa的擠壓過濾機與壓力7Mpa的真空煉泥預(yù)擠出機進行過濾預(yù)擠出，增加成型后的強度，使產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不易變形開裂，并進一步調(diào)節(jié)泥料的物理性能，增強泥料塑性、流動性、粘性等，有利于泥料擠壓成型；步驟4:陳腐，預(yù)擠出的泥料需陳腐50小時；步驟5:擠出成型，陳腐好的泥料送入擠出成型機擠出毛肝產(chǎn)品，擠出壓力12Mpa ；步驟6:—次干燥，毛肝產(chǎn)品送入一次干燥箱，干燥時間為180小時，控制溫度63度，風(fēng)量 IlOOOmVh ；
步驟7:二次干燥，一次干燥好的產(chǎn)品送入二次干燥箱，干燥時間為22小時，控制溫度63度，風(fēng)量9000m3/h ；步驟8:產(chǎn)品煅燒，將干燥好的產(chǎn)品送入窯爐中進行煅燒，煅燒時間為65小時，最高溫度為615度；步驟9:檢驗、模塊化包裝，即為成品。以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑，其特征在于:包括以下重量份數(shù)的原料: 稀土:8 12份； 納米TiO2:76 85份；V2O5:3 6 份；WO3:3 6 份。
2.如權(quán)利要求1所述的電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑，其特征在于:還包括以下重量份數(shù)的添加劑: 硬脂酸:1.5 3份； 聚氧化乙烯:1.5 3份； 乳酸:1.5 3份； 羧甲基纖維素:1.5 3份。
3.—種上述電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:包括下述步驟: 步驟1:配料，根據(jù)用途需要選配好原料； 步驟2:混煉攪拌:將稀土、納米Ti02、V2O5, WO3投入到混煉機中加入凈水進行攪拌3-4小時，混煉機主軸轉(zhuǎn)速:最大750轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速:9轉(zhuǎn)/分鐘，料耙轉(zhuǎn)速:36轉(zhuǎn)/分鐘，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌2.5-3小時，使其攪拌均勻，化學(xué)反應(yīng)充分； 步驟3:過濾預(yù)擠出，將攪拌好的混合物，送入壓力3-9Mpa的擠壓過濾機與壓力3_9Mpa的真空煉泥預(yù)擠出機進行過濾預(yù)擠出，增加成型后的強度，使產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不易變形開裂，并進一步調(diào)節(jié)泥料的物理性能，增強泥料塑性、流動性、粘性等，有利于泥料擠壓成型；步驟4:陳腐，預(yù)擠出的泥料需陳腐至少24小時； 步驟5:擠出成型，陳腐好的泥料送入擠出成型機擠出毛肝產(chǎn)品，擠出壓力3-15Mpa ；步驟6: —次干燥，毛肝產(chǎn)品送入一次干燥箱，干燥時間為100-220小時，控制溫度60-65 度，風(fēng)量 5000-13300m3/h ； 步驟7:二次干燥，一次干燥好的產(chǎn)品送入二次干燥箱，干燥時間為12-24小時，控制溫度 60-65 度，風(fēng)量 5000-13300m3/h ； 步驟8:產(chǎn)品煅燒，將干燥好的產(chǎn)品送入窯爐中進行煅燒，煅燒時間為48-72小時，最高溫度為615度； 步驟9:檢驗、模塊化包裝，即為成品。
4.如權(quán)利要求1所述的電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:上述步驟2中的添加劑指的是以下重量份數(shù)的添加劑組合: 硬脂酸:1.5 3份； 聚氧化乙烯:1.5 3份； 乳酸:1.5 3份； 羧甲基纖維素:1.5 3份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑，包括以下重量份數(shù)的原料稀土8～12份；納米TiO276～85份；V2O53～6份；WO33～6份。還包括以下重量份數(shù)的添加劑硬脂酸1.5～3份；聚氧化乙烯1.5～3份；乳酸1.5～3份；羧甲基纖維素1.5～3份。本發(fā)明還公開了上述電廠專用新型高效無毒脫硝催化劑的制備方法，包括配料；混煉攪拌；過濾預(yù)擠出；陳腐；擠出成型；一次干燥；二次干燥；產(chǎn)品煅燒；檢驗、模塊化包裝，即為成品。本發(fā)明的優(yōu)點在于應(yīng)用在脫硝催化劑中，適用于電廠的煙氣脫硝技術(shù)中，提高催化劑載體的性能，提高催化劑的活性、儲氧能力、抗毒能力，并且該催化劑成本較低，效果良好，具有廣泛的市場前景。
文檔編號B01D53/48GK103230793SQ201310121498
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者徐輝, 童翠香 申請人:安徽省元琛環(huán)?？萍加邢薰?br>