本發(fā)明屬于蜂窩蓄熱體領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及脫硝蜂窩蓄熱體及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，天然氣、石油和煤等化石燃料得到更加廣泛的應(yīng)用，使得酸雨、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)等環(huán)境問題日益嚴峻。我國的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，這種能源結(jié)構(gòu)決定了我國的氮氧化物和硫氧化物排放量一直處于居高不下的狀況。大量氮氧化物和硫氧化物污染性氣體的排放，使得環(huán)境問題日益嚴峻，不僅嚴重影響我國人民的生產(chǎn)生活，而且不利于我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，環(huán)境問題得到了國家越來越多的關(guān)注。
人類活動排放的NOx90％以上來自燃料燃燒過程。各種工業(yè)爐窯、民用爐灶、機動車及其他內(nèi)燃機中的燃料高溫燃燒時，燃料中的含氮物質(zhì)氧化生成NOx，參與燃燒的空氣中的N2和O2也會生成NOx。從能源結(jié)構(gòu)來看，我國的一次能源和發(fā)電能源構(gòu)成中，煤占據(jù)了絕對的主導(dǎo)地位。并且我國80％以上的煤是直接燃燒的，特別是用于電站、工業(yè)鍋爐及民用鍋爐中。因此，相當長的時期內(nèi)，煙氣中的NOx排放是導(dǎo)致我國大氣NOx污染的一個主要因素，如何減少固定源排放的NOx是大氣環(huán)境治理的一個重要課題。
因此，如何有效減少煙氣中的NOx污染排放的問題亟待解決。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種脫硝蜂窩蓄熱體及其制備方法。該脫硝蜂窩蓄熱體兼具脫硝和蓄熱的功能，硬度高(軸向機械強度可高達2.5MPa以上)，且脫硝蜂窩蓄熱體的脫硝活性可高達96％。
為此，在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種脫硝蜂窩蓄熱體。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述脫硝蜂窩蓄熱體包括：無機粉料、脫硝催化劑和添加劑。由此，該脫硝蜂窩蓄熱體兼具脫硝和蓄熱的功能，硬度高(軸向機械強度可高達2.5MPa以上)，且脫硝蜂窩蓄熱體的脫硝活性可高達96％，同時無需單獨設(shè)置蓄熱體和脫硝催化劑，能節(jié)省布置空間，節(jié)約成本，并且通過蓄熱體的蓄熱作用，根據(jù)需要進行布置，可以使蓄熱體內(nèi)的催化劑穩(wěn)定在最適宜溫度范圍內(nèi)進行脫硝反應(yīng)，脫硝效率高，減排效果顯著。
另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的脫硝蜂窩蓄熱體還可以具有如下附加的技術(shù)特征：
在本發(fā)明的一些實施例中，所述脫硝蜂窩蓄熱體包括：50～100重量份的所述無機粉料；5～40重量份的所述脫硝催化劑；以及1～10重量份的所述添加劑。由此，有利于提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述無機粉料包括：20～50重量份的焦寶石；15～40重量份的堇青石；6～20重量份的高嶺土；以及15～30重量份的石英。由此，可以進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述脫硝催化劑包括：10～60重量份的TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體；10～50重量份的活性炭主活性成分；5～20重量份的V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性成分；以及0.1～20重量份的助劑，其中，所述助劑為鐵和鑭。由此，可以進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體中Ti與Al元素的摩爾比為1：(0.01～2)。由此，可以進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性組分中V與W元素的摩爾比為1：(0.1～5)。由此，可以進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述助劑中鐵和鑭的質(zhì)量分別獨立地為所述脫硝蜂窩蓄熱體總質(zhì)量的0.1～10％。由此，可以進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述添加劑包括：1～10重量份的搪瓷；1～5重量份的粘結(jié)劑、潤滑劑以及增塑保濕劑。由此，可以進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述粘結(jié)劑為甲基纖維素。由此，可以進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，所述潤滑劑和增塑保濕劑均為甘油。由此，可以進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種制備上述脫硝蜂窩蓄熱體的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：
(1)將無機粉料、添加劑與水進行混合捏合煉制，以便得到泥料；
(2)將所述泥料進行陳腐、真空精煉和真空擠制，以便得到蜂窩體胚料；
(3)將所述蜂窩體胚料進行定型、干燥和燒制，以便得到蓄熱體胚體；
(4)將鈦源溶液、鋁源溶液與氨水進行共沉淀，以便得到含有氫氧化鈦和氫氧化鋁的沉淀混合物，并將活性炭與所述含有氫氧化鈦和氫氧化鋁的沉淀混合物進行混合；
(5)將偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑溶解于草酸中；
(6)將氯化鐵和氯化鑭與步驟(5)所得溶液進行混合，以便得到含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液；
(7)將所述蓄熱體胚體進行酸化處理后浸漬于步驟(4)所得到的含有活性炭的沉淀混合物中；
(8)將步驟(7)中得到的蓄熱體進行干燥和焙燒處理；
(9)將步驟(8)得到的固體浸漬入等體積的所述含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液中，并且進行干燥和焙燒處理，以便得到脫硝蜂窩蓄熱體。
由此，根據(jù)本發(fā)明提出的制備脫硝蜂窩蓄熱體的方法通過采用蜂窩體狀的脫硝催化劑，可使得脫硝催化劑的比表面積相較于其他形狀(如球狀、圓柱體狀等)的大，有利于增大脫硝催化劑與反應(yīng)介質(zhì)的接觸面積，從而提高脫硝反應(yīng)的效率。當脫硝催化劑為蜂窩體狀時，脫硝催化劑的比表面積在320m2/m3以上，機械強度大于2.5MPa，還原氮氧化物的催化活性可高達96％。脫硝催化劑以TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物為載體，以活性炭為主要活性成分，V2O5-WO3為輔助活性成分，且摻入稀土元素鑭(La)作為助劑，其中，活性炭具有非常發(fā)達的空隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，因而具有很強的吸附性，同時，因活性炭表面含有多元含氧官能團，能優(yōu)先吸附煙氣中的SO2和水蒸氣，將之氧化并生成H2SO4，由此，在脫硝催化劑中加入活性炭既不影響脫硝催化劑的活性，還能顯著增強脫硝催化劑的抗SO2和抗水蒸氣中毒性能。通過在脫硝蜂窩蓄熱體中加入鐵和鑭，能夠顯著提高脫硝催化劑的低溫活性。通過將脫硝催化劑負載于脫硝蜂窩蓄熱體上，使脫硝蜂窩蓄熱體兼具蓄熱和脫硝的功能，從而無需單獨設(shè)置蓄熱體和脫硝催化劑，如此可節(jié)省布置空間，節(jié)約成本。通過脫硝蜂窩蓄熱體的蓄熱作用，根據(jù)需要進行布置，可以使脫硝蜂窩蓄熱體內(nèi)的脫硝催化劑穩(wěn)定在最適宜溫度范圍內(nèi)進行脫硝反應(yīng)，脫硝效率高，減排效果顯著。
另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備脫硝蜂窩蓄熱體的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：
在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述陳腐的溫度為15～25攝氏度，時間為24～48小時。由此，可以顯著提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(3)中，所述燒制的溫度為1200～1400攝氏度。由此，可以顯著提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(4)中，含有鈦源溶液、鋁源溶液與氨水的混合液的pH為9～11。由此，可以顯著提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(5)中，含有偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑和草酸的混合液的pH為5～7。由此，可以顯著提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(7)中，所述浸漬的溫度為35～60攝氏度，時間為8～15h。由此，可以顯著提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(8)中，所述干燥的溫度為85～115攝氏度，時間為8～15h。由此，可以顯著提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(8)中，所述焙燒的溫度為350～750攝氏度，時間為5～8h。由此，可以顯著提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(9)中，所述浸漬的溫度為15～30攝氏度，時間為8～15h。由此，可以顯著提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(9)中，所述干燥的溫度為85～115攝氏度，時間為8～15h。由此，可以顯著提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(9)中，所述焙燒的溫度為350～600攝氏度，時間為5～8h。由此，可以顯著提高脫硝蜂窩蓄熱體脫硝和蓄熱性能。
本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
附圖說明
本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備脫硝蜂窩蓄熱體的方法流程示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種脫硝蜂窩蓄熱體。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該脫硝蜂窩蓄熱體包括：無機粉料、脫硝催化劑和添加劑。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本申請的脫硝蜂窩蓄熱體兼具脫硝和蓄熱的功能，硬度高(軸向機械強度高達2.5MPa)，且脫硝蜂窩蓄熱體的脫硝活性可高達96％，同時無需單獨設(shè)置蓄熱體和脫硝催化劑，能節(jié)省布置空間，節(jié)約成本，并且通過蓄熱體的蓄熱作用，根據(jù)需要進行布置，可以使蓄熱體內(nèi)的催化劑穩(wěn)定在最適宜溫度范圍內(nèi)進行脫硝反應(yīng)，脫硝效率高，減排效果顯著。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述脫硝蜂窩蓄熱體的各組成成分所占的重量份并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，脫硝蜂窩蓄熱體的各組成成分所占的重量份可以為：50～100重量份的無機粉料；5～40重量份的脫硝催化劑；以及1～10重量份的添加劑。
根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，上述無機粉料的組成并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，無機粉料可以包括：20～50重量份的焦寶石；15～40重量份的堇青石；6～20重量份的高嶺土；以及15～30重量份的石英。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，上述脫硝催化劑的組成并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，脫硝催化劑可以包括：10～60重量份的TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體；10～50重量份的活性炭主活性成分；5～20重量份的V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性成分；以及0.1～20重量份的助劑，其中，所述助劑為鐵和鑭。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，上述TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體中Ti與Al元素的摩爾比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體中Ti與Al元素的摩爾比可以為1：(0.01～2)。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，上述V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性組分中V與W元素的摩爾比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性組分中V與W元素的摩爾比可以為1：(0.1～5)。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，上述助劑中鐵和鑭的質(zhì)量并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，助劑中鐵和鑭的質(zhì)量可以分別獨立地為上述脫硝蜂窩蓄熱體總質(zhì)量的0.1～10％。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，上述添加劑的組成并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，添加劑可以包括：1～10重量份的搪瓷；1～5重量份的粘結(jié)劑、潤滑劑以及增塑保濕劑。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，上述粘結(jié)劑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，粘結(jié)劑可為甲基纖維素。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，上述潤滑劑和增塑保濕劑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，潤滑劑和增塑保濕劑可以均為甘油。
具體的，本申請的脫硝蜂窩蓄熱體可以為球狀、條狀或蜂窩體狀等。若催化劑為球狀，催化劑直徑可以為3～6mm；若催化劑為條狀，可以為圓柱體形狀，直徑可以為3～6mm，長度可以為10～60mm；若催化劑為蜂窩狀，可以為長方體、正方體，也可以為圓形、扇形、橢圓形等，尺寸一般可以為150mm×150mm×150mm、250mm×200mm×150mm等，孔徑一般為10mm×10mm、15mm×15mm等，外形、尺寸、孔徑可根據(jù)具體工況、使用環(huán)境等綜合因素考慮后確定。蜂窩體狀是優(yōu)選的，這是因為蜂窩狀催化劑的比表面積相較其他形狀的催化劑大，催化劑與反應(yīng)介質(zhì)的接觸面更大，催化反應(yīng)效率更高。當催化劑為蜂窩體狀時，催化劑的比表面積在320m2/m3以上，機械強度＞8MPa，還原氮氧化物的催化活性可高達96％。
具體的，本申請中的脫硝蓄熱體中由于摻有鐵和鑭，能夠有效促進催化劑的低溫活性，使得該脫硝蓄熱體適用溫度范圍150～750℃，最佳適用范圍200～350℃。
由此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明提出的脫硝蜂窩蓄熱體至少具有下述優(yōu)點之一：
根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明提出的脫硝蜂窩蓄熱體兼具脫硝、蓄熱功能，無需單獨設(shè)置蓄熱體和脫硝催化劑，能節(jié)省布置空間，節(jié)約成本。通過脫硝蜂窩蓄熱體的蓄熱作用，根據(jù)需要進行布置，可以使脫硝蜂窩蓄熱體內(nèi)的催化劑穩(wěn)定在最適宜溫度范圍內(nèi)進行脫硝反應(yīng)，脫硝效率高，減排效果顯著。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，該脫硝蜂窩蓄熱體通過添加搪瓷使得該脫硝蜂窩蓄熱體的硬度得到明顯改善，同時顯著提高了脫硝蜂窩蓄熱體的耐磨性和耐腐蝕性。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，該脫硝蜂窩蓄熱體以活性炭為主要活性組分，以V2O5-WO3為輔助活性組分，并摻雜鐵和鑭，使得該該脫硝蜂窩蓄熱體具有較高的反應(yīng)活性和寬泛的活性溫度范圍。
在本發(fā)明的再一個方面，參考圖1，本發(fā)明提出了制備脫硝蜂窩蓄熱體的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：
S100：將無機粉料、添加劑與水進行混合捏合煉制
該步驟中，將無機粉料、添加劑與水進行混合捏合煉制，以便得到泥料。由此，有利于后續(xù)得到蜂窩體胚料，且添加劑的加入可顯著提高后續(xù)所得脫硝蜂窩蓄熱體的品位。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，無機粉料和添加劑的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，無機粉料和添加劑的質(zhì)量比可以為(50～100)：(1～10)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，上述無機粉料的組成并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，無機粉料可以包括：20～50重量份的焦寶石；15～40重量份的堇青石；6～20重量份的高嶺土；以及15～30重量份的石英。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，上述添加劑的組成并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，添加劑可以包括：1～10重量份的搪瓷；1～5重量份的粘結(jié)劑、潤滑劑以及增塑保濕劑。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，上述粘結(jié)劑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，粘結(jié)劑可為甲基纖維素。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，上述潤滑劑和增塑保濕劑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，潤滑劑和增塑保濕劑可以均為甘油。
S200：將泥料進行陳腐、真空精煉和真空擠制
該步驟中，將泥料進行陳腐、真空精煉和真空擠制，以便得到蜂窩體胚料。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，泥料經(jīng)過陳腐可使泥料中的無機粉料、添加劑和水三者之間混合均勻且反應(yīng)充分；真空精煉有助于提高蜂窩體胚料的品位；而真空擠制有助于形成蜂窩體狀的蜂窩體胚料。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，陳腐的溫度和時間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，陳腐的溫度可以為15～25攝氏度，時間可以為24～48小時。由此，可以顯著提高所得脫硝蜂窩蓄熱體的蓄熱和脫硝性能。
S300：將蜂窩體胚料進行定型、干燥和燒制
該步驟中，將蜂窩體胚料進行定型、干燥和燒制，以便得到蓄熱體胚體。由此，可進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體的品位。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，燒制的溫度并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，燒制的溫度可以為1200～1400攝氏度。
S400：將鈦源溶液、鋁源溶液與氨水進行共沉淀，并將活性炭與含有氫氧化鈦和氫氧化鋁的沉淀混合物進行混合
該步驟中，將鈦源溶液、鋁源溶液與氨水進行共沉淀，以便得到含有氫氧化鈦和氫氧化鋁的沉淀混合物，并將活性炭與上述含有氫氧化鈦和氫氧化鋁的沉淀混合物進行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，活性炭具有非常發(fā)達的空隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，因而具有很強的吸附性，同時，因活性炭表面含有多元含氧官能團，能優(yōu)先吸附煙氣中的SO2和水蒸氣，將之氧化并生成H2SO4，由此，在脫硝催化劑中加入活性炭既不影響脫硝催化劑的活性，還能顯著增強脫硝催化劑的抗SO2和抗水蒸氣中毒性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在S400中，含有鈦源溶液、鋁源溶液與氨水的混合液的pH并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，含有鈦源溶液、鋁源溶液與氨水的混合液的pH可以為9～11。
該步驟中，具體的，將鈦源溶液、鋁源溶液、氨水通過并流的方式，按一定流速滴入裝有少量去離子水的反應(yīng)釜中，該反應(yīng)釜中設(shè)有攪拌裝置，保證溶液混合均勻、反應(yīng)充分，并且鈦源溶液與鋁源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，將反應(yīng)液的pH值控制在9～11之間，共沉淀得到氫氧化鈦與氫氧化鋁的沉淀混合物，最后將活性炭與上述得到的沉淀混合物混合。
S500：將偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑溶解于草酸中
該步驟中，將偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑溶解于草酸中。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑溶解于草酸中有利于偏鎢酸銨、偏釩酸銨在催化劑中均勻分散，從而提高脫硝蜂窩蓄熱體的品位。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，含有偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑和草酸的混合液的pH并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，含有偏鎢酸銨、偏釩酸銨試劑和草酸的混合液的pH可以為5～7。
S600：將氯化鐵和氯化鑭與S500所得溶液進行混合
該步驟中，將氯化鐵和氯化鑭與S500所得溶液進行混合，以便得到含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液。
S700：將S300所得蓄熱體胚體進行酸化處理后浸漬于S400所得到的含有活性炭的沉淀混合物中
該步驟中，將S300所得蓄熱體胚體進行酸化處理后浸漬于S400所得到的含有活性炭的沉淀混合物中。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，浸漬的溫度和時間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，浸漬的溫度可以為35～60攝氏度，時間可以為8～15h。
該步驟中，具體的，將S300所得蓄熱體胚體用去離子水清洗后進行酸活化處理，然后清洗瀝干后浸漬于S400所得到的含有活性炭的沉淀混合物中。
S800：將S700中得到的蓄熱體進行干燥和焙燒處理
該步驟中，將S700中得到的蓄熱體進行干燥和焙燒處理，由此，可脫除該蓄熱體中的多余水分，可進一步提高脫硝蜂窩蓄熱體的品位。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，干燥的溫度和時間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，干燥的溫度可以為85～115攝氏度，時間可以為8～15h。
根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，焙燒的溫度和時間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，焙燒的溫度可以為350～750攝氏度，時間可以為5～8h。
該步驟中，具體的，將S700得到的蓄熱體取出并將其孔內(nèi)的殘余吹凈，然后在85～115℃條件下干燥8～15h后，在350～750℃條件下焙燒5～8h后稱重。反復(fù)數(shù)次，直至重量不再增加。
S900：將S800得到的固體浸漬入等體積的含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液中，并且進行干燥和焙燒處理
該步驟中，將S800得到的固體浸漬入等體積的含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液中，并且進行干燥和焙燒處理，以便得到脫硝蜂窩蓄熱體。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，浸漬的溫度和時間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，浸漬的溫度可以為15～30攝氏度，時間可以為8～15h。
根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，干燥的溫度和時間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，干燥的溫度可以為85～115攝氏度，時間可以為8～15h。
根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，焙燒的溫度和時間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，焙燒的溫度可以為350～600攝氏度，時間可以為5～8h。
需要說明的是，制備過程中鈦源溶液、鋁源溶液、氨水、偏鎢酸銨、偏釩酸銨、氯化鐵、氯化鑭、活性炭等原料的的濃度或用量以能滿足最終所得脫硝蜂窩蓄熱體中的脫硝催化劑(脫硝蜂窩蓄熱體中脫硝催化劑為5～40重量份)包括：10～60重量份的TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體；10～50重量份的活性炭主活性成分；5～20重量份的V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性成分；0.1～20重量份的助劑，其中，所述助劑為鐵和鑭，所述TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體中Ti與Al元素的摩爾比為1：(0.01～2)；所述V2O5-WO3復(fù)合氧化物輔助活性組分中V與W元素的摩爾比為1：(0.1～5)；所述助劑中鐵和鑭的質(zhì)量分別獨立地為所述脫硝蜂窩蓄熱體總質(zhì)量的0.1～10％為準。
由此，根據(jù)本發(fā)明提出的制備脫硝蜂窩蓄熱體的方法通過采用蜂窩體狀的脫硝催化劑，可使得脫硝催化劑的比表面積相較于其他形狀(如球狀、圓柱體狀等)的大，有利于增大脫硝催化劑與反應(yīng)介質(zhì)的接觸面積，從而提高脫硝反應(yīng)的效率。當脫硝催化劑為蜂窩體狀時，脫硝催化劑的比表面積在320m2/m3以上，機械強度大于2.5MPa，還原氮氧化物的催化活性可高達96％。脫硝催化劑以TiO2-Al2O3復(fù)合氧化物為載體，以活性炭為主要活性成分，V2O5-WO3為輔助活性成分，且摻入稀土元素鑭(La)作為助劑，其中，活性炭具有非常發(fā)達的空隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，因而具有很強的吸附性，同時，因活性炭表面含有多元含氧官能團，能優(yōu)先吸附煙氣中的SO2和水蒸氣，將之氧化并生成H2SO4，由此，在脫硝催化劑中加入活性炭既不影響脫硝催化劑的活性，還能顯著增強脫硝催化劑的抗SO2和抗水蒸氣中毒性能。通過在脫硝蜂窩蓄熱體中加入鐵和鑭，能夠顯著提高脫硝催化劑的低溫活性。通過將脫硝催化劑負載于脫硝蜂窩蓄熱體上，使脫硝蜂窩蓄熱體兼具蓄熱和脫硝的功能，從而無需單獨設(shè)置蓄熱體和脫硝催化劑，如此可節(jié)省布置空間，節(jié)約成本。通過脫硝蜂窩蓄熱體的蓄熱作用，根據(jù)需要進行布置，可以使脫硝蜂窩蓄熱體內(nèi)的脫硝催化劑穩(wěn)定在最適宜溫度范圍內(nèi)進行脫硝反應(yīng)，脫硝效率高，減排效果顯著。需要說明的是，上述針對脫硝蜂窩蓄熱體所描述的特征和優(yōu)點同樣適用于該制備脫硝蜂窩蓄熱體的方法，此處不再贅述。
下面參考具體實施例，對本發(fā)明進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
實施例1
(1)將28g焦寶石、30.4g堇青石、7.2g高嶺土、14.4g石英、2.59g搪瓷粉末、0.5g甲基纖維素、0.91g甘油混合，并加入適量的去離子水進行捏合煉制，得到泥料備用。
(2)將上述泥塊進行陳腐，陳腐環(huán)境溫度為30℃，陳腐時間為48h，經(jīng)真空精煉、真空擠制成所需規(guī)格的蜂窩體坯料；
(3)將蜂窩體坯料送入干燥機內(nèi)定型、干燥，在1200攝氏度的溫度條件下燒制得到蓄熱體胚體；
(4)取12.13g硫酸氧鈦、5.06g氯化鋁，分別溶解于適量的去離子水中，攪拌均勻，分別制得鈦源溶液和鋁源溶液，兩者濃度之比為1：0.5。將鈦源溶液、鋁源溶液、氨水通過并流的方式，按一定流速滴入裝有少量去離子水的反應(yīng)釜中，該反應(yīng)釜中設(shè)有攪拌裝置，保證溶液混合均勻、反應(yīng)充分。鈦源溶液與鋁源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，將反應(yīng)液的pH值控制在10左右，共沉淀得到氫氧化鈦與氫氧化鋁的沉淀混合物。
將2.88g活性炭與上述得到的沉淀混合物混合，并加入去離子水調(diào)節(jié)混合物的pH值，將pH值控制在9左右。
(5)將2.06g偏鎢酸銨、1.90g的偏釩酸銨試劑溶解于適量的草酸中，調(diào)整草酸的加入量，控制溶液pH值在6左右，溶液中釩鎢的摩爾比為1：0.5。
(6)將1.30g氯化鐵(FeCl3)、1.69g氯化鑭(LaCl3)溶解于適量的去離子水中，得到氯化鐵和氯化鑭的混合溶液。將該溶液與步驟(5)得到的溶液混合，得到含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液；
(7)將上述蓄熱體胚體進行酸化處理后浸漬于步驟(4)所得到的含有活性炭的沉淀混合物中，浸漬溫度為40攝氏度，浸漬12h后，將蓄熱體胚體取出并將其孔內(nèi)的殘余沉淀混合物吹干凈；
(8)將步驟(7)中得到的蓄熱體在105攝氏度下干燥12h后，再在550攝氏度條件下焙燒5h后稱重，反復(fù)數(shù)次，直至重量不再增加；
(9)將步驟(8)得到的固體浸漬入等體積的上述含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液中，浸漬溫度為20攝氏度，浸漬時間12h后，在105攝氏度下干燥12h，然后在550攝氏度下焙燒8h后得到脫硝蜂窩蓄熱體。
取長度為50mm的上述脫硝蜂窩蓄熱體(截面為5mm×5mm正方形)，通過顆粒強度測定儀測得該催化劑軸向機械強度為2.8MPa。所制得的脫硝蜂窩蓄熱體通過固定床催化劑評價裝置進行活性評價，空速5000h-1，煙氣中NH3/NO為1，控制反應(yīng)溫度為250～300攝氏度，脫硝蜂窩蓄熱體的脫硝活性可達87％。
實施例2
(1)將21g焦寶石、28g堇青石、7.7g高嶺土、13.3g石英、5g搪瓷粉末、1g甲基纖維素、2g甘油混合，并加入適量的去離子水進行捏合煉制，得到泥料備用。
(2)將上述泥塊進行陳腐，陳腐環(huán)境溫度為25℃，陳腐時間為48h，經(jīng)真空精煉、真空擠制成所需規(guī)格的蜂窩體坯料；
(3)將蜂窩體坯料送入干燥機內(nèi)定型、干燥，在1200攝氏度的溫度條件下燒制得到蓄熱體胚體；
(4)取10.74g硫酸氧鈦、8.96g氯化鋁，分別溶解于適量的去離子水中，攪拌均勻，分別制得鈦源溶液和鋁源溶液，兩者濃度之比為1：1。將鈦源溶液、鋁源溶液、氨水通過并流的方式，按一定流速滴入裝有少量去離子水的反應(yīng)釜中，該反應(yīng)釜中設(shè)有攪拌裝置，保證溶液混合均勻、反應(yīng)充分。鈦源溶液與鋁源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，將反應(yīng)液的pH值控制在10左右，共沉淀得到氫氧化鈦與氫氧化鋁的沉淀混合物。
將6.6g活性炭與上述得到的沉淀混合物混合，并加入去離子水調(diào)節(jié)混合物的pH值，將pH值控制在9左右。
(5)將3.11g偏鎢酸銨、1.43g的偏釩酸銨試劑溶解于適量的草酸中，調(diào)整草酸的加入量，控制溶液pH值在7左右，溶液中釩鎢的摩爾比為1：1。
(6)將2.23g氯化鐵(FeCl3)、2.32g氯化鑭(LaCl3)溶解于適量的去離子水中，得到氯化鐵和氯化鑭的混合溶液。將該溶液與步驟(5)得到的溶液混合，得到含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液；
(7)將上述蓄熱體胚體進行酸化處理后浸漬于步驟(4)所得到的含有活性炭的沉淀混合物中，浸漬溫度為40攝氏度，浸漬12h后，將蓄熱體胚體取出并將其孔內(nèi)的殘余沉淀混合物吹干凈；
(8)將步驟(7)中得到的蓄熱體在105攝氏度下干燥12h后，再在500攝氏度條件下焙燒5h后稱重，反復(fù)數(shù)次，直至重量不再增加；
(9)將步驟(8)得到的固體浸漬入等體積的上述含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液中，浸漬溫度為20攝氏度，浸漬時間12h后，在105攝氏度下干燥12h，然后在500攝氏度下焙燒8h后得到脫硝蜂窩蓄熱體。
取長度為50mm的上述脫硝蜂窩蓄熱體(截面為5mm×5mm正方形)，通過顆粒強度測定儀測得該催化劑軸向機械強度為3.2MPa。所制得的脫硝蜂窩蓄熱體通過固定床催化劑評價裝置進行活性評價，空速5000h-1，煙氣中NH3/NO為1，控制反應(yīng)溫度為250～300攝氏度，脫硝蜂窩蓄熱體的脫硝活性可達96％。
實施例3
(1)將17.4g焦寶石、30g堇青石、4.2g高嶺土、8.4g石英、8.16g搪瓷粉末、3.79g甲基纖維素、3.05g甘油混合，并加入適量的去離子水進行捏合煉制，得到泥料備用。
(2)將上述泥塊進行陳腐，陳腐環(huán)境溫度為30℃，陳腐時間為48h，經(jīng)真空精煉、真空擠制成所需規(guī)格的蜂窩體坯料；
(3)將蜂窩體坯料送入干燥機內(nèi)定型、干燥，在1200攝氏度的溫度條件下燒制得到蓄熱體胚體；
(4)取10.99g硫酸氧鈦、18.32g氯化鋁，分別溶解于適量的去離子水中，攪拌均勻，分別制得鈦源溶液和鋁源溶液，兩者濃度之比為1：2。將鈦源溶液、鋁源溶液、氨水通過并流的方式，按一定流速滴入裝有少量去離子水的反應(yīng)釜中，該反應(yīng)釜中設(shè)有攪拌裝置，保證溶液混合均勻、反應(yīng)充分。鈦源溶液與鋁源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，將反應(yīng)液的pH值控制在10左右，共沉淀得到氫氧化鈦與氫氧化鋁的沉淀混合物。
將5g活性炭與上述得到的沉淀混合物混合，并加入去離子水調(diào)節(jié)混合物的pH值，將pH值控制在9左右。
(5)將4.35g偏鎢酸銨、0.67g的偏釩酸銨試劑溶解于適量的草酸中，調(diào)整草酸的加入量，控制溶液pH值在6左右，溶液中釩鎢的摩爾比為1：3。
(6)將1.52g氯化鐵(FeCl3)、3.39g氯化鑭(LaCl3)溶解于適量的去離子水中，得到氯化鐵和氯化鑭的混合溶液。將該溶液與步驟(5)得到的溶液混合，得到含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液；
(7)將上述蓄熱體胚體進行酸化處理后浸漬于步驟(4)所得到的含有活性炭的沉淀混合物中，浸漬溫度為40攝氏度，浸漬12h后，將蓄熱體胚體取出并將其孔內(nèi)的殘余沉淀混合物吹干凈；
(8)將步驟(7)中得到的蓄熱體在105攝氏度下干燥12h后，再在550攝氏度條件下焙燒5h后稱重，反復(fù)數(shù)次，直至重量不再增加；
(9)將步驟(8)得到的固體浸漬入等體積的上述含有鎢、釩、鐵、鑭的混合溶液中，浸漬溫度為20攝氏度，浸漬時間12h后，在105攝氏度下干燥12h，然后在550攝氏度下焙燒8h后得到脫硝蜂窩蓄熱體。
取長度為50mm的上述脫硝蜂窩蓄熱體(截面為5mm×5mm正方形)，通過顆粒強度測定儀測得該催化劑軸向機械強度為3.8MPa。所制得的脫硝蜂窩蓄熱體通過固定床催化劑評價裝置進行活性評價，空速5000h-1，煙氣中NH3/NO為1，控制反應(yīng)溫度為250～300攝氏度，脫硝蜂窩蓄熱體的脫硝活性可達93％。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。