一種含火山灰的脫硝催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含火山灰的脫硝催化劑及其制備方法，屬于脫硝催化劑技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，燃煤產(chǎn)生的氮氧化物是造成大氣污染的主要污染源 之一，它不僅會(huì)引起酸雨、光化學(xué)煙霧等破壞地球生態(tài)環(huán)境的一系列問(wèn)題，而且還嚴(yán)重危害 著人體的健康。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，國(guó)家和地方環(huán)保部門(mén)對(duì)污染物的排放和 總量有了較嚴(yán)格的控制，特別是《火電廠(chǎng)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011,2012年1 月實(shí)施)明確規(guī)定燃煤鍋爐氮氧化物排放限值為100mg/Nm3,僅采用低氮燃燒技術(shù)已經(jīng)無(wú)法 滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0003] 煙氣脫硝技術(shù)目前應(yīng)用較多的是選擇性催化還原法（SCR)、選擇性非催化還原法 (SNCR)及SCR/SNCR混合脫硝技術(shù)。由于SCR脫硝技術(shù)的成熟以及高的脫硝率，現(xiàn)已成為國(guó) 際上煙氣脫硝的主流技術(shù)。
[0004] 常規(guī)的蜂窩式催化劑制造是以含三氧化鎢的納米級(jí)二氧化鈦?zhàn)鳛橹饕吓c工 藝水、粘合劑、助擠劑、擴(kuò)孔劑、潤(rùn)滑劑、玻璃纖維等充分混煉得到塑性泥料，將塑性泥料擠 出成型為濕態(tài)蜂窩催化劑坯體，經(jīng)干燥、煅燒得到成型催化劑。但因目前國(guó)內(nèi)催化用含三氧 化鎢的納米級(jí)二氧化鈦的生產(chǎn)廠(chǎng)家較少，價(jià)格較高，催化劑制造成本受到很大制約，利潤(rùn)空 間有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種含火山灰的脫硝催化劑及其制備 方法，使脫硝催化劑的制造成本得到極大地降低，滿(mǎn)足實(shí)際使用要求。
[0006] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下： 一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體55~91份 火山灰0. 5~15份 偏鎢酸銨0. 05~10份 偏釩酸銨0. 05~10份 單乙醇胺1~20份 羧甲基纖維素1~5份 聚氧化乙烯1~5份 硝酸鑭1~6份。
[0007] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的一種含火山灰的脫硝催化劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體72~81份 火山灰5~15份 偏鎢酸銨0. 9~3份 偏釩酸銨0. 7~2份 單乙醇胺2~6份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭1~3份。
[0008] 上述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法包括以下步驟： 步驟一、將單乙醇胺、去離子水和偏釩酸銨混合在一起，通過(guò)加熱攪拌使之充分溶解， 制得偏I(xiàn)凡酸銨溶液備用； 步驟二、將偏鎢酸銨常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時(shí)，制得偏鎢酸銨溶液備用； 步驟三、將硝酸鑭常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時(shí)，制得硝酸鑭溶液備用； 步驟四、將火山灰、納米二氧化鈦與去離子水、偏釩酸銨溶液、偏鎢酸銨溶液、聚氧化乙 烯、硝酸鑭溶液高速攪拌混合均勻，靜置1~12小時(shí)，制得泥料備用； 步驟五、對(duì)泥料進(jìn)行升溫降濕的連續(xù)干燥； 步驟六、將干燥后的泥料進(jìn)行焙燒，在最高溫度600°C的條件下經(jīng)30小時(shí)燒制成催化 劑產(chǎn)品。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟一中，以單乙醇胺的水溶液作為溶劑溶解偏釩酸銨，加熱溫 度為90°C，連續(xù)攪拌的時(shí)間為2小時(shí)。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟四中，火山灰粒徑為1~15微米。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟四中，使用的的納米二氧化鈦粉體的團(tuán)聚體粒度范圍為 1~15微米。
[0012] 進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟四中，攪拌速度為3000轉(zhuǎn)/分鐘。
[0013] 進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟四中，將火山灰、納米二氧化鈦與去離子水、偏銀酸銨溶液、 偏鎢酸銨溶液、聚氧化乙烯、硝酸鑭溶液高速攪拌混合均勻，在30°C以下的環(huán)境中靜置12 小時(shí)，進(jìn)行陳腐。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的實(shí)施效果如下： 本發(fā)明所述的一種含火山灰的脫硝催化劑及其制備方法，通過(guò)添加火山灰可以降低常 規(guī)的高含量的二氧化鈦的用量，從而減低成本；三氧化鎢由生產(chǎn)過(guò)程中加入的偏鎢酸銨溶 液經(jīng)煅燒分解而得，較之直接采用含三氧化鎢的納米級(jí)二氧化鈦?zhàn)鳛樵?，可降低成本；?入的聚氧化乙烯在燒成產(chǎn)品中改善了產(chǎn)品的孔隙容積和分布情況，增加比表面積，有效改 善脫硝性能；綜上本發(fā)明具有催化劑制造成本低，催化劑產(chǎn)品比表面積高、工作溫度寬、同 時(shí)具有良好的催化脫硝性能的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將結(jié)合具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。
[0016] 具體實(shí)施例1 本實(shí)施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體81份 火山灰10份 偏鎢酸銨0. 9份 偏隹凡酸銨0. 8份 單乙醇胺2份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭1份。
[0017] 本實(shí)施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將單乙醇胺、去離子水和偏釩酸銨混合在一起，具體地是以單乙醇胺的水溶液 作為溶劑溶解偏釩酸銨，通過(guò)加熱攪拌使之充分溶解，制得偏釩酸銨溶液備用；加熱溫度為 90°C，連續(xù)攪拌的時(shí)間為2小時(shí)。
[0018] 步驟二、將偏鎢酸銨常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時(shí)，制得偏鎢酸銨溶液備 用。
[0019] 步驟三、將硝酸鑭常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時(shí)，制得硝酸鑭溶液備用。
[0020] 步驟四、將火山灰、納米二氧化鈦與去離子水、偏鑰JI銨溶液、偏媽酸銨溶液、聚氧 化乙烯、硝酸鑭溶液高速攪拌混合均勻，靜置1~12小時(shí)，制得泥料備用；其中：火山灰粒 徑為1~15微米；使用的的納米二氧化鈦粉體的團(tuán)聚體粒度范圍為1~15微米；攪拌速度 為3000轉(zhuǎn)/分鐘；優(yōu)選地，在30°C以下的環(huán)境中靜置12小時(shí)，進(jìn)行陳腐。
[0021] 步驟五、對(duì)泥料進(jìn)行升溫降濕的連續(xù)干燥。
[0022] 步驟六、將干燥后的泥料進(jìn)行焙燒，在最高溫度600°C的條件下經(jīng)30小時(shí)燒制成 催化劑產(chǎn)品。
[0023] 具體實(shí)施例2 本實(shí)施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體74份 火山灰15份 偏媽酸銨1. 3份 偏隹凡酸銨0. 7份 單乙醇胺3份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭2份。
[0024] 本實(shí)施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法與具體實(shí)施1相同。
[0025] 具體實(shí)施例3 本實(shí)施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體72份 火山灰15份 偏媽酸銨2份 偏隹凡酸銨1份 單乙醇胺4份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭2份。
[0026] 本實(shí)施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法與具體實(shí)施1相同。
[0027] 具體實(shí)施例4 本實(shí)施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體77份 火山灰5份 偏媽酸銨3份 偏隹凡酸銨2份 單乙醇胺6份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭3份。
[0028] 本實(shí)施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法與具體實(shí)施1相同。
[0029] 對(duì)具體實(shí)施例1至4的催化劑產(chǎn)品進(jìn)行催化脫硝活性檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表1 : 表1、催化劑產(chǎn)品在不同溫度條件下的催化脫硝活性
通過(guò)上表1可知，具體實(shí)施例1至4的催化劑產(chǎn)品具有工作溫度寬、催化脫硝性能良好 的特點(diǎn)。
[0030] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所作的詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明具體實(shí) 施僅限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前 提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含火山灰的脫硝催化劑，其特征是，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體55~91份 火山灰0. 5~15份 偏鎢酸銨0. 05~10份 偏釩酸銨0. 05~10份 單乙醇胺1~20份 羧甲基纖維素1~5份 聚氧化乙烯1~5份 硝酸鑭1~6份。2. 如權(quán)利要求1所述的一種含火山灰的脫硝催化劑，其特征是，包括以下質(zhì)量份數(shù)的 組分： 納米二氧化鈦粉體72~81份 火山灰5~15份 偏鎢酸銨0. 9~3份 偏釩酸銨0. 7~2份 單乙醇胺2~6份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭1~3份。3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，包括以 下步驟： 步驟一、將單乙醇胺、去離子水和偏釩酸銨混合在一起，通過(guò)加熱攪拌使之充分溶解， 制得偏I(xiàn)凡酸銨溶液備用； 步驟二、將偏鎢酸銨常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時(shí)，制得偏鎢酸銨溶液備用； 步驟三、將硝酸鑭常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時(shí)，制得硝酸鑭溶液備用； 步驟四、將火山灰、納米二氧化鈦與去離子水、偏釩酸銨溶液、偏鎢酸銨溶液、聚氧化乙 烯、硝酸鑭溶液高速攪拌混合均勻，靜置1~12小時(shí)，制得泥料備用； 步驟五、對(duì)泥料進(jìn)行升溫降濕的連續(xù)干燥； 步驟六、將干燥后的泥料進(jìn)行焙燒，在最高溫度600°C的條件下經(jīng)30小時(shí)燒制成催化 劑產(chǎn)品。4. 如權(quán)利要求3所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，在步驟一 中，以單乙醇胺的水溶液作為溶劑溶解偏釩酸銨，加熱溫度為90°C，連續(xù)攪拌的時(shí)間為2小 時(shí)。5. 如權(quán)利要求3所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，在步驟四 中，火山灰粒徑為1~15微米。6. 如權(quán)利要求3所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，在步驟四 中，使用的的納米二氧化鈦粉體的團(tuán)聚體粒度范圍為1~15微米。7. 如權(quán)利要求3所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，在步驟四 中，攪拌速度為3000轉(zhuǎn)/分鐘。8.如權(quán)利要求3所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，在步驟四 中，將火山灰、納米二氧化鈦與去離子水、偏釩酸銨溶液、偏鎢酸銨溶液、聚氧化乙烯、硝酸 鑭溶液高速攪拌混合均勻，在30°C以下的環(huán)境中靜置12小時(shí)，進(jìn)行陳腐。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：納米二氧化鈦粉體55～91份，火山灰0.5～15份，偏鎢酸銨0.05～10份，偏釩酸銨0.05～10份，單乙醇胺1～20份，羧甲基纖維素1～5份，聚氧化乙烯1～5份，硝酸鑭1～6份；本發(fā)明還公開(kāi)了其制備方法。本發(fā)明具有催化劑制造成本低，催化劑產(chǎn)品比表面積高、工作溫度寬、同時(shí)具有良好的催化脫硝性能的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】B01D53/56, B01J31/38, B01D53/86
【公開(kāi)號(hào)】CN105396622
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510848326
【發(fā)明人】王光應(yīng), 劉江峰, 徐輝
【申請(qǐng)人】安徽省元琛環(huán)保科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日