本發(fā)明涉及一種脫硝脫VOC催化劑及其制備方法，屬于濾清污染氣體的催化劑領域。
背景技術(shù)：
：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國煤能源消耗量以及機動車的數(shù)量大幅度增加，造成空氣中各種污染物含量也在迅速上升。經(jīng)過幾十年的努力，我國在控制粉塵以及二氧化硫污染方面已經(jīng)得到一定的成功，但是VOC和氮氧化物的污染尚未得到控制。因此，如何有效的控制VOC和氮氧化物的排放成為目前環(huán)保領域的焦點。傳統(tǒng)的催化劑，只能對VOC或者氮氧化物進行單向濾除，導致過濾混合煙氣時，所需設備構(gòu)造復雜，增加生產(chǎn)成本。并且，傳統(tǒng)的催化劑依托蜂窩狀催化劑進行過濾作業(yè)，這種催化劑的結(jié)構(gòu)簡單，然而一旦有大顆粒物進入催化劑內(nèi)部，整條蜂窩條孔將發(fā)生阻塞，無法進行正常過濾反應。催化劑在高污染環(huán)境中作業(yè)，積塵是難免的，如何在無需頻繁停機清理積灰的基礎上，仍能令其發(fā)揮最大的過濾性能，是本領域技術(shù)人員需要解決的難題。本發(fā)明提出了一種脫硝脫VOC催化劑，能同時濾除VOC和氮氧化物，所制得催化劑價格低，化學和熱穩(wěn)定性好好，活性也較高，并且抗中毒性能高。此外，本發(fā)明具備高抗塵干擾能力，在無需頻繁停機清理積灰的基礎上，仍能發(fā)揮最大的過濾性能，令催化劑的老化速度均一，濾除能力強且使用壽命長。技術(shù)實現(xiàn)要素：為解決高溫催化劑的實際使用過程中遇到的問題，本發(fā)明提供了一種脫硝脫VOC催化劑，能同時濾除VOC和氮氧化物，所制得催化劑價格低，化學和熱穩(wěn)定性好好，活性也較高，并且抗中毒性能高。此外，本發(fā)明具備高抗塵干擾能力，在無需頻繁停機清理積灰的基礎上，仍能發(fā)揮最大的過濾性能，令催化劑的老化速度均一，濾除能力強且使用壽命長。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種脫硝脫VOC催化劑，其特征在于包括基材和活性成分，所述基材的加入量為60-70份；基材包括二氧化鈦、硅粉和γ-氧化鋁；所述基材中二氧化鈦、硅粉和γ-氧化鋁按質(zhì)量比為5:2:3。所述活性成分由下述原料制得，所述份數(shù)均為重量份:五氧化二釩0.3份；二氧化鋯0.15份；氧化銅0.12份；氧化錳0.1份；氧化鈰0.1份。還包括助劑，所述助劑的添加量為20-30份；助劑包括三氧化鎢和三氧化鉬；三氧化鎢和三氧化鉬的質(zhì)量比為1:1。還包括粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑的添加量為2-8份；粘結(jié)劑包括蘇州土和碳酸鈣；上述蘇州土和碳酸鈣的質(zhì)量比為2:1。還包括增塑劑，所述增塑劑的添加量為3-5份；增塑劑包括羥甲基纖維素和硅藻泥；上述羥甲基纖維素和硅藻泥的質(zhì)量比為3:2。還包括擠出潤滑劑，擠出潤滑劑的施加量為1.5-3份；所述擠出潤滑劑包括甲基硅油。本發(fā)明所述的一種脫硝脫VOC催化劑，包括如下制備步驟：1）將基材在80-120℃真空烘箱內(nèi)干燥6-8h，降溫至30-60℃，得到預處理基材；2）稱取活性成分和助劑，加入混料釜，將20-25L去離子水逐漸加入混料釜，并開啟攪拌，以100-200r/min的速度攪拌2-3h后，加入步驟（1）中預處理基材，繼續(xù)攪拌2-3h；3）將步驟（2）的制得物，放入馬弗爐，在500-700℃下煅燒4-6h；4）將步驟（3）的制得物加入粘結(jié)劑、增塑劑和擠出潤滑劑進行混煉，直至將物料混煉均勻；5）將混煉出來的物料，熟化24-48h后，加入到過濾預擠出中擠出，過濾除去物料中雜質(zhì)；6）將過濾預擠出后的物料，通過模具整體擠出成型，并按照規(guī)定的長度，將上述成品進行切割成分段體，在每個分段體的兩端進行半球形內(nèi)凹式切削加工，令每個分段體的兩端形成內(nèi)凹的半球面；7）兩個相鄰的分段體之間嵌入交聯(lián)球體催化劑，即制得成品。步驟7）中所述的交聯(lián)球體催化劑的制備方法為將孔徑為1-3mm的發(fā)泡金屬加工成球形，用電泳沉積法在發(fā)泡金屬的孔內(nèi)施鍍一層功能助劑材料，所述功能助劑材料的厚度小于0.5mm。所述發(fā)泡金屬為泡沫鎳。所述功能助劑材料由下述原料制得，所述份數(shù)均為重量份:γ-氧化鋁20-30份；五氧化二釩1-3份；三氧化鎢10-15份；三氧化鉬10-12份；碳酸鋇或碳酸鈣2-8份；硅藻泥3-5份；吐溫-601-3份；十二烷基苯磺酸鈉2-3份；聚四氟乙烯粉末4-7份。本發(fā)明所具有的有益效果是：1、氧化鋁和納米二氧化鈦載體本身具有較高的比表面積，在此基礎上添加造孔劑硅粉，能夠令基材具有適合的孔結(jié)構(gòu)和吸水率，可以提高載體的表面積，有利于催化劑活性成分分散，以提高催化劑的活性和壽命。2、催化劑的各組分之間形成Mo-V-W/TiO2-Al2O3體系，在活性組分Mo、V、W以及載體TiO2-Al2O3的作用下實現(xiàn)同時脫硝脫VOC的功能，能有效精簡尾氣過濾排放設備的結(jié)構(gòu)，降低環(huán)保成本。3、加入稀土氧化物可以提高催化劑的耐熱性，起到穩(wěn)定晶格結(jié)構(gòu)和防止體積收縮的雙重作用。氧化鈰能增大催化劑的儲氧量，氧化鋯能夠增大催化劑活性成分的分散度，二者結(jié)合能夠協(xié)同作用令催化劑的飽和吸附量增大，整體提升催化劑的催化效率和能力。4、在相鄰的兩個蜂窩狀分段體之間嵌入交聯(lián)球體催化劑，交聯(lián)球體催化劑在同步過濾的同時能夠起到高效熱傳導和多通管的作用。脫銷脫VOC催化劑均需要在較高的溫度條件下才能具有高反應活性，然而，煙氣剛排放出時的溫度并不能保持太久，隨著煙氣在催化劑中運動，溫度逐漸減低。而泡沫金屬均有極高的熱傳導效率，能夠充分吸收煙氣排出伊始時攜帶的熱量，令催化劑前端和后端均勻受熱，有利于提高脫銷脫VOC的轉(zhuǎn)化率。此外，由于催化劑在高塵環(huán)境中作業(yè)，一旦分段體的一條蜂窩孔被阻塞，煙氣也可以從過交聯(lián)球體催化劑的多通管路進入下一相鄰分段體中，令濾孔的阻塞率大為降低。并且，煙氣在催化劑中的運動軌跡本身也不均勻，交聯(lián)球體催化劑還能起到均勻分散煙氣的作用，能在無需頻繁停機清理積灰的基礎上，仍能令其發(fā)揮最大的過濾性能，延長催化劑的整體使用壽命。具體實施方式下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，具體實施例不限制本發(fā)明。一種脫硝脫VOC催化劑，包括基材和活性成分，所述基材的加入量為60-70份；基材包括二氧化鈦、硅粉和γ-氧化鋁；所述基材中二氧化鈦、硅粉和γ-氧化鋁按質(zhì)量比為5:2:3。所述活性成分由下述原料制得，所述份數(shù)均為重量份:五氧化二釩0.3份；二氧化鋯0.15份；氧化銅0.12份；氧化錳0.1份；氧化鈰0.1份。還包括助劑，所述助劑的添加量為20-30份；助劑包括三氧化鎢和三氧化鉬；三氧化鎢和三氧化鉬的質(zhì)量比為1:1。還包括粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑的添加量為2-8份；粘結(jié)劑包括蘇州土和碳酸鈣；上述蘇州土和碳酸鈣的質(zhì)量比為2:1。還包括增塑劑，所述增塑劑的添加量為3-5份；增塑劑包括羥甲基纖維素和硅藻泥；上述羥甲基纖維素和硅藻泥的質(zhì)量比為3:2。還包括擠出潤滑劑，擠出潤滑劑的施加量為1.5-3份；所述擠出潤滑劑包括甲基硅油。在具體實施例中的各成分及用量見下表：成分實施例一實施例二實施例三基材60份65份70份五氧化二釩0.3份0.3份0.3份二氧化鋯0.15份0.15份0.15份氧化銅0.12份0.12份0.12份氧化錳0.1份0.1份0.1份氧化鈰0.1份0.1份0.1份助劑20份25份30份粘結(jié)劑2份6份8份增塑劑3份4份5份擠出潤滑劑1.5份2份3份本發(fā)明所述的一種脫硝脫VOC催化劑，包括如下制備步驟：1）將基材在80-120℃真空烘箱內(nèi)干燥6-8h，降溫至30-60℃，得到預處理基材；2）稱取活性成分和助劑，加入混料釜，將20-25L去離子水逐漸加入混料釜，并開啟攪拌，以100-200r/min的速度攪拌2-3h后，加入步驟（1）中預處理基材，繼續(xù)攪拌2-3h；3）將步驟（2）的制得物，放入馬弗爐，在500-700℃下煅燒4-6h；4）將步驟（3）的制得物加入粘結(jié)劑、增塑劑和擠出潤滑劑進行混煉，直至將物料混煉均勻；5）將混煉出來的物料，熟化24-48h后，加入到過濾預擠出中擠出，過濾除去物料中雜質(zhì)；6）將過濾預擠出后的物料，通過模具整體擠出成型，并按照規(guī)定的長度，將上述成品進行切割成分段體，在每個分段體的兩端進行半球形內(nèi)凹式切削加工，令每個分段體的兩端形成內(nèi)凹的半球面；7）兩個相鄰的分段體之間嵌入交聯(lián)球體催化劑，即制得成品。步驟7）中所述的交聯(lián)球體催化劑的制備方法為將孔徑為1-3mm的發(fā)泡金屬加工成球形，用電泳沉積法在發(fā)泡金屬的孔內(nèi)施鍍一層功能助劑材料，所述功能助劑材料的厚度小于0.5mm。所述發(fā)泡金屬為泡沫鎳。所述功能助劑材料由下述原料制得，所述份數(shù)均為重量份:γ-氧化鋁20-30份；五氧化二釩1-3份；三氧化鎢10-15份；三氧化鉬10-12份；碳酸鋇或碳酸鈣2-8份；硅藻泥3-5份；吐溫-601-3份；十二烷基苯磺酸鈉2-3份；聚四氟乙烯粉末4-7份。功能助劑材料在具體實施例中的各成分及用量見下表：成分實施例一實施例二實施例三γ-氧化鋁20份25份30份五氧化二釩1份1.5份3份三氧化鎢10份13份15份三氧化鉬10份11份12份碳酸鋇或碳酸鈣2份5份8份硅藻泥3份4份5份吐溫-601份1.5份3份十二烷基苯磺酸鈉2份2.5份3份聚四氟乙烯粉末4份5份7份上述實施例的實驗結(jié)果如下：實驗樣品脫銷率（%）VOC脫除率（%）實施例一9797實施例二9897.1實施例三97.598上述實驗結(jié)果證明，本發(fā)明的使用性能良好，能有效脫除煙氣中的硝和VOC，適宜在業(yè)界推官普及。當前第1頁1 2 3