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CN116408063B - 波纹板式烟气脱硝催化剂及其制备方法 - Google Patents

波纹板式烟气脱硝催化剂及其制备方法 Download PDF

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CN116408063B CN202111681468.8A CN202111681468A CN116408063B CN 116408063 B CN116408063 B CN 116408063B CN 202111681468 A CN202111681468 A CN 202111681468A CN 116408063 B CN116408063 B CN 116408063B
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Abstract

本发明公开了一种波纹板式烟气脱硝催化剂及其制备方法,包括如下步骤:步骤1,将钛源前驱体溶液和铝源前驱体溶液混合,调节pH值至在7~12,沉淀;步骤2,将步骤1得到的沉淀物与碱液混合,搅拌,得到二次沉淀物;步骤3,将二次沉淀物与钨源前驱体溶液混合,干燥、焙烧,得中间体粉料;步骤4,将中间体粉料与钒源前驱体溶液、纳米SiO2溶胶、高分子分散剂、造孔剂混合成浆料,喷涂于波纹板表面,干燥、焙烧,形成波纹板式脱硝催化剂。本发明在溶出铝元素后的钛基材上,补充钨元素,由于晶格缺陷的存在,钨元素进行补位,焙烧后杂化基材晶格缺陷更稳定,同时波纹板式外比表面积大,成型率高,制作成本低,尤其适用于高空速的脱硝需要。

Description

波纹板式烟气脱硝催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于催化剂领域,具体涉及一种波纹板式烟气脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术
氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,排放要求日益严格。根据相关标准适用要求,石油化工行业燃气锅炉执行《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011),燃气锅炉NOx排放浓度<100mg/m3,并且部分地区已执行NOx<50mg/m3的超低浓度排放标准。天然气作为燃气锅炉的主要燃料,其燃烧具有低氮、低硫并且低粉尘排放的优点,但由于助燃空气的大量注入,在高温情况下空气中的氮气会产生大量NOx。燃气锅炉作为工业生产的重要能源设备,在石油炼化过程中不可或缺,随着炼化装置规模和工艺水平不断提高,要求燃气锅炉能够达标运行。因此,在技术要求和环保标准的双重压力下,必须配套更加稳定可靠的烟气脱硝技术,保障燃气锅炉稳定、达标运行。
在众多烟气脱硝技术中,选择性催化还原法SCR仍然是国际主流的技术,其NOx脱除率可达到80%~90%。其中,脱硝催化剂是SCR技术的核心。我国许多科研单位与企业针对我国燃料锅炉烟气和炼化烟气状况也进行了一系列的研究,并开发了一些脱硝催化剂,多数以蜂窝状SCR催化剂为主;燃气锅炉由于烟气脱硝工况的特殊要求,多数需要采用波纹板式SCR催化剂,但波纹板式脱硝催化剂多数为国外技术产品。
CN106732709 B提出了一种波纹板式脱硝催化剂的制备工艺,先于60~80℃恒温条件下,向柠檬酸和盐酸的混合溶液中加入五氧化二钒、三氧化钼及三氧化钨,搅拌至溶解,再加入氮化碳及酸性硅溶胶、钛白粉,搅拌得到活性溶胶;然后将活性溶胶均匀喷涂于无机纤维板的上下表面,于40~80℃干燥5~30分钟,得到板式催化剂;再将板式催化剂经辊压成型为波纹形,并于氮气气氛下干燥、煅烧,得到波纹板式脱硝催化剂。该方法工艺简单、成本低,但其采用的原料五氧化二钒、三氧化钼及三氧化钨、氮化碳、钛白粉等原料未达到原子级别的混合,活性物质分散不均,影响催化剂使用性能。
CN103143396B提出了一种波纹板式脱硝催化剂的制备方法,将二氧化钛、二氧化硅、活性物质和成浆液,而后加粘结剂、玻纤等,最后挤出成型。该方法工艺简单,但是活性物质的分散不好,导致催化剂的脱硝效率较低。
CN 107138150 B公开一种蜂窝状脱硝催化剂,该催化剂由以下重量份数的各组分制备而成:二氧化钛70~90份,三氧化钨2~16份,五氧化二钒1.0~3份,造孔剂0.5~3份。该发明的脱硝催化剂具有,催化效率高、催化剂用量少、成本低的优点。CN 107096524 B公开了一种蜂窝状低温脱硝催化剂及其制备方法,采用包括二氧化钛、三氧化钨、偏钒酸铵等为组分的蜂窝状脱硝催化剂及其制备方法,抗重金属及硫化物毒害,延长寿命,但这些催化剂目前一般适用于制备孔数不多于50孔的蜂窝催化剂,满足较低空速需求的脱硝场所。为了满足更高空速需求的脱硝实际需要,需要将催化剂加工成更多孔数的蜂窝催化剂,以提高其外比表面积,更多孔数蜂窝催化剂在挤出时容易出现裂缝或者容易粘结在模具上,成型率低、机械强度低,造成制作资源的浪费,增加了成本。
因此,本领域技术人员尚需对高空速需求的波纹板式烟气脱硝催化剂,进行进一步研究。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种波纹板式烟气脱硝催化剂及其制备方法,以克服现有技术中脱硝催化剂活性组分分散不均匀,催化剂的脱硝效率较低等缺陷。
为了达到上述目的,本发明提供了一种波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将钛源前驱体溶液和铝源前驱体溶液混合,调节pH值至在7~12,沉淀;
步骤2,将步骤1得到的沉淀物与碱液混合,搅拌,得到二次沉淀物;
步骤3,将二次沉淀物与钨源前驱体溶液混合,干燥、焙烧,得中间体粉料;
步骤4,将中间体粉料与钒源前驱体溶液、纳米SiO2溶胶、高分子分散剂、造孔剂混合成浆料,喷涂于波纹板表面,干燥、焙烧,形成波纹板式脱硝催化剂。
本发明所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,在一实施方式中,步骤2所述碱液为碱金属氢氧化物溶液或碱土金属氢氧化物溶液,所述碱液的浓度为0.5~5mol/L;所述碱液的质量为步骤1得到的沉淀物质量的1~5倍。
本发明所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,在一实施方式中,所述钨源前驱体溶液为仲钨酸铵溶液、偏钨酸铵溶液中的至少一种;所述钨源前驱体溶液以三氧化钨计,所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述钨源前驱体溶液与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.5~6.0:100。
本发明所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,在一实施方式中,所述钒源前驱体溶液为偏钒酸铵溶液、钒酸铵溶液中的至少一种,所述钒源前驱体溶液以V2O5计,所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述钒源前驱体溶液和所述钛源前驱体溶液的质量比为0.2~5.0:100。
本发明所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,在一实施方式中,所述步骤1调节pH值试剂为氨水,调节pH值至7~12;所述步骤4混合方式为搅拌或超声波振荡,混合时间为0.1~8h;所述步骤4浆料的水质量含量为40~90%。
本发明所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,在一实施方式中,所述高分子分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮中至少一种;所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述高分子分散剂与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.1~2.0:100。
其中,步骤3和步骤4中焙烧温度皆为450~680℃,焙烧时间皆为2~40h。
步骤4中,干燥、焙烧过程按照以下程序进行:将喷涂于波纹板表面的浆料从室温升温至50~105℃,控制升温速率不大于1℃/min,控制湿度50~98%,到达预定温度后,恒温3~20天,形成催化剂干胚体;催化剂干胚体焙烧按照以下过程进行:自50~105℃升温至450~680℃,控制升温速率不大于1℃/min,温度到达预定温度后,恒温焙烧2~40小时,然后进行降温处理,降温速率不大于4℃/min,降温至50℃以下,得到波纹板式脱硝催化剂;其中干燥过程湿度优选75~95%。
步骤4中造孔剂为聚氧化乙烯、田菁粉中至少一种,所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述造孔剂与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.1~2.0:100。
本发明所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,在一实施方式中,所述纳米SiO2溶胶为液态,有效成分SiO2质量含量为5.0~50%,纳米SiO2粒径5~80nm,所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述纳米SiO2溶胶与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.3~5.0:100。
本发明所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,在一实施方式中,所述造孔剂为聚氧化乙烯、田菁粉中至少一种,所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述造孔剂与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.1~2.0:100。
为了达到上述目的,本发明还提供了上述的制备方法得到的波纹板式烟气脱硝催化剂。
本发明的有益效果:
本发明利用强碱将钛-铝晶格中的铝原子溶出,极大增加了钛基材的晶格缺陷,强碱溶出铝的晶格缺陷在烟气气氛中易于接触烟气的表面位置,经过助催化组分的补位后,更能有效的发挥SCR催化活性,进而在相同的条件下提高脱硝效果;在溶出铝元素后的钛基材上,补充钨元素,由于有较多晶格缺陷的存在,钨元素进行补位,焙烧后杂化基材晶格缺陷更稳定,同时可使钛基材晶型在高温焙烧时保持锐钛矿型不转晶,更有利于催化剂保持高的脱硝活性。
本发明在催化剂成品焙烧前加入纳米SiO2溶胶,经过分散或渗透,焙烧后可以提高波纹板式催化剂的抗磨损性能。
外比表面积大的脱硝催化剂,在制备上存在一定的技术难题,催化剂在挤出时容易出现裂缝或者容易粘结在模具上,成型率低、机械强度低,造成制作成本高,运输破损率高。波纹板式催化剂外比表面积增大,成型率高,制做成本低,运输轻便破损率低,减少催化剂装填空间,降低装置投资费用。波纹板式脱硝催化剂较好地克服了这一难题。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例,下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件。
本发明提供了一种波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将钛源前驱体溶液和铝源前驱体溶液混合,调节pH值至7~12,沉淀;
步骤2,将步骤1得到的沉淀物与碱液混合,搅拌,得到二次沉淀物;
步骤3,将二次沉淀物与钨源前驱体溶液混合,干燥、焙烧,得中间体粉料;
步骤4,将中间体粉料与钒源前驱体溶液、纳米SiO2溶胶、高分子分散剂、造孔剂混合成浆料,喷涂于波纹板表面,干燥、焙烧,形成波纹板式脱硝催化剂。
在一实施方式中,钛源前驱体为可溶性含钛化合物,例如溶于水的含钛化合物。在另一实施方式中,钛源前驱体为硫酸氧钛、偏钛酸中的至少一种,钛源前驱体溶液为钛源前驱体形成的溶液,进一步地,钛源前驱体溶液为钛源前驱体溶于水形成的溶液,该溶液中含有酸液,例如含有硫酸。在又一实施方式中,钛源前驱体溶液以TiO2计的浓度为15~40g/L。
在一实施方式中,铝源前驱体为可溶性含铝化合物,例如溶于水的含铝化合物。在另一实施方式中,铝源前驱体为硫酸铝,铝源前驱体溶液为铝源前驱体形成的溶液,进一步地,铝源前驱体溶液为铝源前驱体溶于水形成的溶液。
在一实施方式中,钛源前驱体溶液以TiO2计,铝源前驱体溶液以Al2O3计,钛源前驱体溶液和铝源前驱体溶液的质量比为100:0.3~5.0。
钛源前驱体溶液和铝源前驱体溶液混合后,调节混合液的pH值至7~12,然后沉淀、洗涤、过滤。在一实施方式中,调节混合液的pH值至7.5~10。本发明不特别限定调节pH值所用试剂,例如可以为氨水。
本发明利用原位混合的方法,使钛原子和铝原子在分子级别上进行混合,使后续钛铝共沉淀过程中产生具有晶格缺陷的晶体,使沉淀物中金属氧化物粒径小且均一。
步骤2为将步骤1得到的沉淀物与碱液混合,搅拌,得到二次沉淀物。
在一实施方式中,碱液为强碱溶液;在另一实施方式中,碱液为碱金属氢氧化物溶液或碱土金属氢氧化物溶液,例如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等。在又一实施方式中,碱液的浓度为0.5~5mol/L,碱液的用量为步骤1得到的沉淀物质量的1~5倍。
本发明利用强碱将钛-铝晶格中的铝原子溶出,极大增加了钛基材的晶格缺陷,强碱溶出铝的晶格缺陷在烟气气氛中易于接触烟气的表面位置,经过助催化组分的补位后,更能有效的发挥SCR催化活性,进而在相同的条件下增强脱硝效果。
步骤3为将二次沉淀物与钨源前驱体溶液混合,干燥、焙烧,研磨,得中间体粉料。
在一实施方式中,钨源前驱体为可溶性含钨化合物,例如溶于水的含钨化合物。在另一实施方式中,钨源前驱体为仲钨酸铵溶液、偏钨酸铵溶液中的至少一种,钨源前驱体溶液为钨源前驱体形成的溶液,进一步地,钨源前驱体溶液为钨源前驱体溶于水形成的溶液。在又一实施方式中,钨源前驱体溶液以三氧化钨计,钛源前驱体溶液以TiO2计,钨源前驱体溶液与钛源前驱体溶液的质量比为0.5~6.0:100。
在一实施方式中,步骤3焙烧温度最好为450~680℃,焙烧时间最好为2~40h。
本发明在溶出铝元素后的钛基材上,补充钨元素,由于有较多晶格缺陷的存在,钨元素进行补位,焙烧后杂化基材晶格缺陷更稳定,同时可使钛基材晶型在高温焙烧时保持锐钛矿型不转晶,更有利于催化剂保持高的脱硝效果。
步骤4为将中间体粉料与钒源前驱体溶液、纳米SiO2溶胶、高分子分散剂、造孔剂混合成浆料,喷涂于波纹板表面,干燥、焙烧,形成波纹板式脱硝催化剂。
在一实施方式中,钒源前驱体为可溶性含钒化合物,例如溶于水的含钒化合物。在另一实施方式中,钒源前驱体为偏钒酸铵溶液、钒酸铵溶液中的至少一种,钒源前驱体溶液为钒源前驱体形成的溶液,进一步地,钒源前驱体溶液为钒源前驱体溶于水形成的溶液。在另一实施方式中,钒源前驱体溶液以V2O5计,钛源前驱体溶液以TiO2计,钒源前驱体溶液和钛源前驱体溶液的质量比为0.2~5.0:100。
本发明催化剂在高分子分散剂的作用下,钒源可以在杂化后基材上进行充分分散,同时由于有较大晶格缺陷的基材上助催化剂组分钨的影响,钒在钛-钨颗粒表面渗透更深,连接更紧密,分散更均匀,经焙烧后催化剂活性更高且稳定。
另外,本发明在催化剂成品焙烧前加入纳米SiO2溶胶,经过分散或渗透,焙烧后可以提高波纹板式催化剂的抗磨损性能。在一实施方式中,纳米SiO2溶胶为液态,SiO2质量含量为5.0~50%,纳米SiO2粒径5~80nm,所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述纳米SiO2溶胶与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.3~5.0:100。
步骤4中造孔剂为聚氧化乙烯、田菁粉中至少一种,钛源前驱体溶液以TiO2计,造孔剂与钛源前驱体溶液的质量比为0.1~2.0:100。
在一实施方式中,高分子分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。钛源前驱体溶液以TiO2计,高分子分散剂与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.1~2.0:100。在另一实施方式中,步骤4浆料的水质量含量为40~90%。
在一实施方式中,步骤4混合方式为搅拌或超声波振荡,混合时间为0.1~8h,焙烧温度为450~680℃,焙烧时间为2~40h。
步骤4中,干燥、焙烧过程按照以下程序进行:将喷涂于波纹板表面的浆料从室温升温至50~105℃,控制升温速率不大于1℃/min,控制湿度50~98%,到达预定温度后,恒温3~20天,形成催化剂干胚体;催化剂干胚体焙烧按照以下过程进行:自50~105℃升温至450~680℃,控制升温速率不大于1℃/min,温度到达预定温度后,恒温焙烧2~40小时,然后进行降温处理,降温速率不大于4℃/min,降温至50℃以下,得到波纹板式脱硝催化剂;其中干燥过程湿度优选75~95%。
在一实施方式中,步骤4喷涂于波纹板表面的浆料的上、下总厚度是0.2~0.6mm,波纹板的波纹宽度为4~8mm,波纹高度为4~10mm。波纹板为无机纤维板,可以是硼纤维、玻璃纤维、石英纤维、陶瓷纤维等,最好是陶瓷纤维。采用无机陶瓷纤维板作为催化剂基材,基材强度高,耐高温能力强,加工成型方便,利于其模块化组装及在工业脱硝装置上长周期稳定运行。
由此,本发明提供了一种波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,由该方法得到的波纹板式烟气脱硝催化剂的活性组分分散均匀,催化剂催化脱硝活性高,耐磨能力强。
以下将通过具体实施例对本发明技术方案进一步进行说明。
评价方法:
NOx转化率评价条件:空速10000h-1,反应温度370℃,进气NOx为600mg/Nm3、SO2为500mg/Nm3、氨氮体积比为1、水含量为5%。
NOx、SO2浓度测定方法:烟气连续在线分析仪,西门子ULTRAMAT23。
SO2/SO3转化率测定方法:石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范(DL/T998-2006)。
实施例1:
将含以TiO2计100g的硫酸氧钛溶解于硫酸形成溶液;将含以Al2O3计5g的硫酸铝溶解于去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节pH值至9,沉淀完全后,过滤、洗涤;将洗涤后物料置于4mol/L的氢氧化钠溶液中,搅拌5h,充分洗涤并过滤;将洗涤后物料用去离子水制成含水率为50%的浆料,加入以WO3计3g的仲钨酸铵溶液,搅拌3h后干燥,600℃下焙烧6h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以V2O5计1.0g的偏钒酸铵溶液制成含水50%的浆料,搅拌并加入2.0g纳米SiO2溶胶、0.5g聚氧化乙烯以及0.5g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌100min后形成含水80%的浆液均匀喷涂于陶瓷纤维板上下面,喷涂总厚度0.4mm,烘干后在630℃条件下焙烧10h得到波纹板脱硝催化剂。
对上述所得催化剂进行评价。评价结果:催化剂NOx转化率98.1%,SO2/SO3转化率0.65。
实施例2
将含以TiO2计100g的硫酸氧钛溶解于硫酸形成溶液;将含以Al2O3计3g的硫酸铝溶解于去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节pH值至9.5,沉淀完全后,过滤、洗涤;将洗涤后物料置于4mol/L的氢氧化钠溶液中,搅拌3h,充分洗涤并过滤;将洗涤后物料用去离子水制成含水率为60%的浆料,加入以WO3计1g的仲钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,510℃下焙烧10h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以V2O5计0.5g的钒酸铵溶液制成含水50%的浆料,搅拌并加入1.0g纳米SiO2、0.5g聚氧化乙烯以及1.0g聚乙二醇,搅拌2h后形成含水60%的浆液均匀喷涂于陶瓷纤维板上下面,喷涂总厚度0.2mm,烘干、600℃焙烧7h后得到波纹板脱硝催化剂。
该催化剂NOx转化率97.0%,SO2/SO3转化率0.70。
实施例3
将含以TiO2计100g的硫酸氧钛溶解于硫酸形成溶液;将含以Al2O3计2g的硫酸铝溶解于去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节pH值至8.5,沉淀完全后,过滤、洗涤;将洗涤后物料置于3mol/L的氢氧化钠溶液中,搅拌10h,充分洗涤并过滤;将洗涤后物料用去离子水制成含水率为70%的浆料,加入以WO3计5g的仲钨酸铵溶液,搅拌10h后干燥,550℃下焙烧3h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以V2O5计1.5g的钒酸铵溶液制成含水35%的浆料,搅拌后加入2.0g纳米SiO2、0.3g田菁粉和1.0g聚丙烯酰胺,搅拌5h后形成含水60%的浆液均匀喷涂于陶瓷纤维板上下面,喷涂总厚度0.5mm,烘干、630℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
上述所得新鲜催化剂进行评价。评价结果:催化剂NOx转化率98.5%,SO2/SO3转化率0.77。
实施例4
将含以TiO2计100g的偏钛酸溶解于硫酸形成溶液;将含以Al2O3计0.5g的硫酸铝溶解于去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节pH值至8.5,沉淀完全后,过滤、洗涤;将洗涤后物料置于4mol/L的氢氧化钠溶液中,搅拌12h,充分洗涤并过滤;将洗涤后物料用去离子水制成含水率为40%的浆料,加入以WO3计6g的仲钨酸铵溶液,搅拌3h后干燥,450℃下焙烧5h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以V2O5计2g的偏钒酸铵溶液制成含水40%的浆料,搅拌后加入2g纳米SiO2、0.5g田菁粉和2g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌5h后形成含水60%的浆液,均匀喷涂于陶瓷纤维板上下面,喷涂总厚度0.5mm,烘干、600℃焙烧5h后得到脱硝催化剂。
上述所得催化剂NOx转化率99.1%,SO2/SO3转化率0.83。
实施例5
将含以TiO2计100g的硫酸氧钛溶解于硫酸形成溶液;将含以Al2O3计1.0g的硝酸铝溶解于去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节pH值至9,沉淀完全后,过滤、洗涤;将洗涤后物料置于4.0mol/L的氢氧化钠溶液中,搅拌7h,充分洗涤并过滤;将洗涤后物料用去离子水制成含水率为40%的浆料,加入以WO3计5g的偏钨酸铵溶液,搅拌3h后干燥,550℃下焙烧4h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以V2O5计3g的偏钒酸铵溶液制成含水50%的浆料,搅拌后加入0.5g纳米SiO2、2.0g田菁粉和1.0g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌2h后形成含水70%的浆液,均匀喷涂于陶瓷纤维板上下面,喷涂总厚度0.6mm,烘干、580℃焙烧3h后得到脱硝催化剂。
上述所得催化剂NOx转化率98.9%,SO2/SO3转化率0.80。
实施例6
将含以TiO2计100g的硫酸氧钛溶解于硫酸形成溶液;将含以Al2O3计2g的硝酸铝溶解于去离子水形成溶液。将以上两种溶液均匀混合后,用氨水调节pH值至10,沉淀完全后,过滤、洗涤;将洗涤后物料置于3mol/L的氢氧化钠溶液中,搅拌2h,充分洗涤并过滤;将洗涤后物料用去离子水制成含水率为50%的浆料,加入以WO3计4g的偏钨酸铵溶液,搅拌2h后干燥,450℃下焙烧11h,研磨成粉体;焙烧后粉体再与以V2O5计3g的偏钒酸铵溶液制成含水70%的浆料,搅拌后加入1.5g纳米SiO2、2.0g田菁粉和1.0g聚丙烯酰胺,搅拌5h后形成浆液含水70%的浆液,均匀喷涂于陶瓷纤维板上下面,喷涂总厚度0.6mm,将波纹板结构单体浸入浆液中,烘干、600℃焙烧8h后得到脱硝催化剂。
上述所得催化剂进行评价,评价结果:新鲜催化剂NOx转化率99.4%,SO2/SO3转化率0.89。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,将钛源前驱体溶液和铝源前驱体溶液混合,调节pH值至7~12,沉淀;
步骤2,将步骤1得到的沉淀物与碱液混合,搅拌,得到二次沉淀物;
步骤3,将二次沉淀物与钨源前驱体溶液混合,干燥、焙烧,得中间体粉料;
步骤4,将中间体粉料与钒源前驱体溶液、纳米SiO2溶胶、高分子分散剂、造孔剂混合成浆料,喷涂于波纹板表面,干燥、焙烧,形成波纹板式脱硝催化剂;
其中,步骤2所述碱液为碱金属氢氧化物溶液或碱土金属氢氧化物溶液。
2.根据权利要求1所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤3和步骤4中焙烧温度均为450~680℃,焙烧时间均为2~40h。
3.根据权利要求1所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤4中,干燥、焙烧过程按照以下程序进行:将喷涂于波纹板表面的浆料从室温升温至50~105℃,控制升温速率不大于1℃/min,控制湿度50~98%,到达预定温度后,恒温3~20天,形成催化剂干胚体;催化剂干胚体焙烧按照以下过程进行:自50~105℃升温至450~680℃,控制升温速率不大于1℃/min,温度到达预定温度后,恒温焙烧2~40小时,然后进行降温处理,降温速率不大于4℃/min,降温至50℃以下,得到波纹板式脱硝催化剂。
4.根据权利要求3所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,干燥过程湿度控制为75~95%。
5.根据权利要求1所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,步骤2所述碱液的浓度为0.5~5mol/L;所述碱液的质量为步骤1得到的沉淀物质量的1~5倍。
6.根据权利要求1所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述钨源前驱体溶液为仲钨酸铵溶液、偏钨酸铵溶液中的至少一种;所述钨源前驱体溶液以三氧化钨计,所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述钨源前驱体溶液与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.5~6.0:100。
7.根据权利要求1所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述钒源前驱体溶液为偏钒酸铵溶液、钒酸铵溶液中的至少一种,所述钒源前驱体溶液以V2O5计,所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述钒源前驱体溶液和所述钛源前驱体溶液的质量比为0.2~5.0:100。
8.根据权利要求1所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤1调节pH值试剂为氨水,调节pH值至7.5~10;所述步骤4混合方式为搅拌或超声波振荡,混合时间为0.1~8h;所述步骤4浆料的水质量含量为40~90%。
9.根据权利要求1所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述高分子分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮中至少一种;所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述高分子分散剂与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.1~2.0:100。
10.根据权利要求1所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤4中纳米SiO2溶胶为液态,SiO2质量含量为5.0~50%,纳米SiO2粒径5~80nm,所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述纳米SiO2溶胶与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.3~5.0:100。
11.根据权利要求1所述的波纹板式烟气脱硝催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤4中造孔剂为聚氧化乙烯、田菁粉中至少一种,所述钛源前驱体溶液以TiO2计,所述造孔剂与所述钛源前驱体溶液的质量比为0.1~2.0:100。
12.权利要求1-10任一项所述的制备方法得到的波纹板式烟气脱硝催化剂。
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