一種蜂窩式scr脫硝催化劑端部硬化液及硬化處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液。所述硬化液的組成為5～15wt％的偏鋁酸鈉、1～5wt％的硼酸鈉、0.3～2wt％的粘合劑、1～5wt％的偏釩酸銨、余量為水。一種蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化處理方法，其包括以下步驟：將偏鋁酸鈉、硼酸鈉、粘合劑和偏釩酸銨溶于去離子水中，在攪拌條件下混合均勻，得到硬化液；將蜂窩式SCR脫硝催化劑的一端，距頂端20cm處浸漬于所述硬化液中，浸漬時(shí)間為10s～2min，之后自然固化，固化時(shí)間為8～30h；將固化后的SCR脫硝催化劑送入焙燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為200～400℃，時(shí)間為1～3h。本發(fā)明的硬化液可使蜂窩催化劑仍保持較高的脫硝活性，端部強(qiáng)度和耐磨損性能極大增強(qiáng)，有效延長(zhǎng)了催化劑的整體使用壽命。
【專利說明】一種蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液及硬化處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種催化劑，具體涉及了一種蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液及硬 化處理方法，屬于SCR脫硝催化劑領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 火電廠是氮氧化物的主要排放源頭之一，脫硝已成為繼火電廠煙氣除塵、脫硫之 后的又一重點(diǎn)污染治理工作。2011年7月29日，我國(guó)環(huán)境保護(hù)部和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫 總局聯(lián)合發(fā)布了《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011)，明確規(guī)定了火電廠燃煤鍋 爐氮氧化物的排放限值，要求極為嚴(yán)格。
[0003] 選擇性催化還原法（SCR)是目前世界上應(yīng)用最多的煙氣脫硝技術(shù)之一，SCR脫硝 催化劑主要有蜂窩式、板式、波紋板式三種，其中蜂窩催化劑以68%的市場(chǎng)占有率居我國(guó)首 位。蜂窩催化劑是由粉體材料直接擠壓成型制備的，在使用過程中，催化劑頂端被煙道中的 飛灰顆粒急速撞擊，極易造成破損或斷裂，這將使催化劑的脫硝活性迅速降低，使用壽命大 大縮短。尤其是在中國(guó)煤質(zhì)灰分高的情況下，蜂窩式SCR脫硝催化劑端部磨損問題已嚴(yán)重 制約了此類催化劑的推廣應(yīng)用，成為脫硝行業(yè)當(dāng)前急需解決的關(guān)鍵性技術(shù)難題。
[0004] 于2009年7月8日公布的中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN101474581A公布一種具有活性 的催化劑模塊邊緣硬化液，該硬化液主要由硅酸鈉及活性組分偏釩酸銨、硫酸亞鐵和硝酸 錳中的一種或兩種組成，相同條件下催化劑磨損失重率降低20%，有一定的效果，但提高幅 度不大。于2013年9月25日公布的中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN103316717A公布一種SCR脫 硝催化劑模塊硬化液，包括氫氧化鋁、磷酸及活性組分，處理后可使催化劑的抗磨損程度提 高44?47%，取得較好的效果，但是磷酸和氫氧化鋁反應(yīng)僅生成磷酸二氫鋁透明溶液的條 件較難控制，會(huì)有其他副產(chǎn)物生成，這在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中將造成不利影響。
[0005] 總之，現(xiàn)有的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液性能有待提高，硬化液的配制方 法及硬化工藝流程需要優(yōu)化，以使得硬化后的催化劑模塊保持較高的脫硝活性，端部耐磨 損性能大幅度提_，有效延長(zhǎng)催化劑整體使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于【背景技術(shù)】存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種蜂窩式SCR脫硝催化劑端 部硬化液，其可在保持蜂窩式SCR脫硝催化劑模塊的脫硝活性的前提下，極大地提高其端 部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐磨損性能，有效延長(zhǎng)催化劑的整體使用壽命。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，在本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種蜂窩式SCR脫 硝催化劑端部硬化液，組成為5?15wt%的偏錯(cuò)酸鈉、1?5wt%的硼酸鈉、0. 3?2wt%的 粘合劑、1?5wt%的偏釩酸銨、余量為水。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，在本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供一種蜂窩式SCR脫 硝催化劑端部的硬化處理方法，其包括以下步驟：將偏鋁酸鈉、硼酸鈉、粘合劑和偏釩酸銨 溶于去離子水中，在攪拌條件下混合均勻，得到硬化液；將蜂窩式SCR脫硝催化劑的一端， 距頂端20cm處浸漬于所述硬化液中，浸漬時(shí)間為10s?2min，之后自然固化，固化時(shí)間為 8?30h;將固化后的SCR脫硝催化劑送入焙燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為200?400°C，時(shí)間 為1?3h。
[0009] 通過以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果如下：
[0010] 發(fā)明提供的硬化液可在保持蜂窩式SCR脫硝催化劑模塊的脫硝活性的前提下，極 大地提高其端部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐磨損性能，有效延長(zhǎng)催化劑的整體使用壽命。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將 會(huì)隨著描述而更為清楚。但這些實(shí)施例僅是范例性的，并不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。
[0012] 下面說明根據(jù)本發(fā)明的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液及硬化處理方法以及 實(shí)施例。
[0013] 首先說明根據(jù)本發(fā)明的第一方面的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液，組成為5?15wt% 的偏鋁酸鈉、1?5wt%的硼酸鈉、0. 3?2wt%的粘合劑、1?5wt%的偏釩酸銨、余量為水。
[0015] 在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液中，組成為偏鋁酸 鈉的含量為10?13wt%，硼酸鈉的含量為2?4wt%，粘合劑的含量為1?1. 5wt%，偏釩 酸銨的含量為2?4wt%，余量為水。
[0016] 在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液中，所述粘合劑為 羥丙基甲基纖維素與聚乙烯醇中的一種或兩種。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部的硬化處理方法，其包括以 下步驟：將偏鋁酸鈉、硼酸鈉、粘合劑和偏釩酸銨溶于去離子水中，在攪拌條件下混合均勻， 得到硬化液；將蜂窩式SCR脫硝催化劑的一端，距頂端20cm處浸漬于所述硬化液中，浸漬時(shí) 間為10s?2min，之后自然固化，固化時(shí)間為8?30h;將固化后的SCR脫硝催化劑送入焙 燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為200?400°C，時(shí)間為1?3h。
[0018] 在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部的硬化處理方法中，所述 粘合劑為羥丙基甲基纖維素與聚乙烯醇中的一種或兩種。
[0019] 在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部的硬化處理方法中，所述 硬化液的組成為5?15wt%的偏鋁酸鈉、1?5wt%的硼酸鈉、0? 3?2wt%的粘合劑、1? 5wt%的偏釩酸銨、余量為水。
[0020] 對(duì)比例
[0021] 蜂窩式SCR脫硝催化劑的端部未采用硬化液處理
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 取5g偏鋁酸鈉、lg硼酸鈉、0.3g羥丙基甲基纖維素與lg偏釩酸銨溶于92. 7g去 離子水中，攪拌使其均勻混合，制得硬化液。
[0024] 將蜂窩催化劑一端，距頂端20cm處浸于上述硬化液中，浸漬時(shí)間為10s，取出后自 然固化8h;固化好的催化劑送入焙燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為200°C，時(shí)間為lh，使硬化液 的組分與催化劑結(jié)合并發(fā)生硬化。
[0025]實(shí)施例2
[0026] 取lOg偏錯(cuò)酸鈉、2g硼酸鈉、lg輕丙基甲基纖維素與2g偏f凡酸銨溶于85g去離子 水中，攪拌使其均勻混合，制得硬化液。
[0027] 將蜂窩催化劑一端，距頂端20cm處浸于上述硬化液中，浸漬時(shí)間為40s，取出后自 然固化18h，固化好的催化劑送入焙燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為300°C，時(shí)間為3h，使硬化液 的組分與催化劑結(jié)合并發(fā)生硬化。
[0028] 實(shí)施例3
[0029] 取13g偏鋁酸鈉、4g硼酸鈉、1. 5g羥丙基甲基纖維素與3g偏釩酸銨溶于78. 5g去 離子水中，攪拌使其均勻混合，制得硬化液。
[0030] 將蜂窩催化劑一端，距頂端20cm處浸于上述硬化液中，浸漬時(shí)間為60s，取出后自 然固化30h;固化好的催化劑送入焙燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為350°C，時(shí)間為3h，使硬化液 的組分與催化劑結(jié)合并發(fā)生硬化。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] 取15g偏錯(cuò)酸鈉、5g硼酸鈉、2g輕丙基甲基纖維素與4g偏f凡酸銨溶于74g去離子 水中，攪拌使其均勻混合，制得硬化液。
[0033] 將蜂窩催化劑一端，距頂端20cm處浸于上述硬化液中，浸漬時(shí)間為2min，取出后 自然固化30h;固化好的催化劑送入焙燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為400°C，時(shí)間為3h，使硬化 液的組分與催化劑結(jié)合并發(fā)生硬化。
[0034] 實(shí)施例5
[0035] 取10g偏鋁酸鈉、3g硼酸鈉、lg聚乙烯醇與2g偏釩酸銨溶于84g去離子水中，攪 拌使其均勻混合，制得硬化液。
[0036] 將蜂窩催化劑一端，距頂端20cm處浸于上述硬化液中，浸漬時(shí)間為40s，取出后自 然固化l〇h;固化好的催化劑送入焙燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為250°C，時(shí)間為lh，使硬化液 的組分與催化劑結(jié)合并發(fā)生硬化。
[0037] 實(shí)施例6
[0038] 取13g偏鋁酸鈉、4g硼酸鈉、1. 5g聚乙烯醇，與4g偏釩酸銨溶于77. 5g去離子水 中，攪拌使其均勻混合，制得硬化液。
[0039] 將蜂窩催化劑一端，距頂端20cm處浸于上述硬化液中，浸漬時(shí)間為60s，取出后自 然固化20h;固化好的催化劑送入焙燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為300°C，時(shí)間為2h，使硬化液 的組分與催化劑結(jié)合并發(fā)生硬化。
[0040] 實(shí)施例7
[0041] 取15g偏錯(cuò)酸鈉、5g硼酸鈉、2g聚乙烯醇與5g偏f凡酸銨溶于73g去離子水中，攪 拌使其均勻混合，制得硬化液。
[0042] 將蜂窩催化劑一端，距頂端20cm處浸于上述硬化液中，浸漬時(shí)間為2min，取出后 自然固化30h;固化好的催化劑送入焙燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為400°C，時(shí)間為3h，使硬化 液的組分與催化劑結(jié)合并發(fā)生硬化。
[0043] 將對(duì)比例與實(shí)施例1-7的催化劑進(jìn)行耐磨損實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行耐磨損實(shí)驗(yàn)前將樣品在 60°C烘箱中烘烤30min，取出并稱重。將試驗(yàn)樣品放置在含有石英砂的風(fēng)機(jī)裝置中進(jìn)行沖刷 磨損模擬實(shí)驗(yàn)，風(fēng)機(jī)風(fēng)速為15m/s，石英砂質(zhì)量濃度為45g/m3,磨損時(shí)間為2. 5h，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 將催化劑樣品取出置于60°C烘箱中烘烤30min，取出稱重，計(jì)算其重量損失（％ )。
[0044] 將對(duì)比例與實(shí)施例1-7的催化劑進(jìn)行脫硝活性實(shí)驗(yàn)。反應(yīng)器內(nèi)催化劑裝載量為 lml，重約lg，程序升溫儀控制反應(yīng)溫度。
[0045] 配置組分及濃度如下的模擬煙氣：CNQx =Cra3 = 0. 045 %、CQ2 ~ 4. 8 %、 CH2。?6. 0 %、CS02 ?0? 05 %、Cc02 ?12 %、CHQ ?0? 002 %，N2 作為平衡氣，空速GHSV= SOOOOh'此模擬煙氣未包含煙塵，其他組分與實(shí)際煙氣組成基本一致。
[0046] 利用以上模擬煙氣在3001：、3501：、4001：下測(cè)定勵(lì)!￡的脫除率，反應(yīng)條件穩(wěn)定1011 后測(cè)量，并求出300°C?400°C下的平均脫硝率。
[0047] 表1為催化劑樣品的重量損失與脫硝活性

【權(quán)利要求】
1. 一種蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液，其特征在于，組成為5?15wt%的偏鋁酸 鈉、1?5wt%的硼酸鈉、0. 3?2wt%的粘合劑、1?5wt%的偏f凡酸銨、余量為水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液，其特征在于，組成為偏鋁 酸鈉的含量為10?13wt%，硼酸鈉的含量為2?4wt%，粘合劑的含量為1?1. 5wt%，偏 鑰;酸銨的含量為2?4wt %，余量為水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化液，其特征在于， 所述粘合劑為羥丙基甲基纖維素與聚乙烯醇中的一種或兩種。
4. 一種蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化處理方法，其包括以下步驟： 將偏鋁酸鈉、硼酸鈉、粘合劑和偏釩酸銨溶于去離子水中，在攪拌條件下混合均勻，得 到硬化液； 將蜂窩式SCR脫硝催化劑的一端，距頂端20cm處浸漬于所述硬化液中，浸漬時(shí)間為 10s?2min，之后自然固化，固化時(shí)間為8?30h ; 將固化后的SCR脫硝催化劑送入焙燒爐進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為200?400°C，時(shí)間為 1 ?3h〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化處理方法，其特征在于， 所述粘合劑為羥丙基甲基纖維素與聚乙烯醇中的一種或兩種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蜂窩式SCR脫硝催化劑端部硬化處理方法，其特征在于， 所述硬化液的組成為5?15wt%的偏錯(cuò)酸鈉、1?5wt%的硼酸鈉、0. 3?2wt%的粘合劑、 1?5wt %的偏釩酸銨、余量為水。
【文檔編號(hào)】B01J23/22GK104368331SQ201410482090
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】于麗, 代永強(qiáng), 洪挺, 王朋 申請(qǐng)人:李灝呈