本發(fā)明涉及催化劑領(lǐng)域，具體地說是一種玻璃窯爐煙氣用SCR脫硝催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：據(jù)統(tǒng)計，2010年全國SO2排放量約1990萬噸，NOx排放量約1200萬噸，酸雨和霧霾等天氣給國民的經(jīng)濟帶來巨大損失，也嚴重破壞了人類賴以生存的環(huán)境。氮氧化物嚴重破壞大氣臭氧層、與血紅球的親和力超過CO的1000倍、生成的酸雨直接危害植物和農(nóng)作物的生長、產(chǎn)生的霧霾直接影響人類的身體健康。隨著太陽能綜合利用的擴大，玻璃行業(yè)得到快速發(fā)展，玻璃生產(chǎn)過程中，玻璃窯爐的煙氣成分中，NO濃度3200ppm，NO2濃度1200ppm，煙氣量680m3/h，由于玻璃制作工藝的特殊性，其煙氣中還含有一部分堿金屬氧化物，對于如此高濃度氮氧化物且反應(yīng)溫度又比較低的煙氣，脫硝催化劑在凈化煙氣時需要更高的要求。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種玻璃窯爐煙氣用SCR脫硝催化劑及其制備方法，該催化劑具有生產(chǎn)成本低、反應(yīng)溫度范圍寬、脫硝效率高等優(yōu)點。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：一種玻璃窯爐煙氣用SCR脫硝催化劑，包括載體、活性成分，粘結(jié)劑和造孔劑，催化劑中鈦白粉-蒙脫石所占比重為80-90％，活性成分所占比重為1-5％，粘結(jié)劑所占比重為1.5-3％，造孔劑所占比重為1-1.5％。進一步，所述載體為鈦白粉-蒙脫石混合載體；所述混合載體中鈦白粉比重為92％，蒙脫石比重為8％。進一步，所述所述活性成分為五氧化二釩和三氧化鉬(質(zhì)量比為2.5:1)；所述粘結(jié)劑為PEO和水玻璃(質(zhì)量比為2:1)；所述造孔劑為HPMC。一種玻璃窯爐煙氣用SCR脫硝催化劑的制備方法，具體步驟為：a.將偏釩酸銨溶解在單乙醇胺和去離子水中；b.將七鉬酸銨溶于去離子水中形成透明溶液，再逐漸加入步驟a中制備的溶液中，制成絮狀溶液；c.將二氧化鈦-蒙脫石和輔助材料混合攪拌，再在攪拌下，緩慢加入步驟b制備的溶液，制成粘稠狀白色稠漿；d.向步驟c中制備的白色稠漿中加入粘結(jié)劑和造孔劑，繼續(xù)混合攪拌，得到濕式混合物料；e.將步驟d中配制好的濕式混合物料經(jīng)過濾機和預(yù)擠出機處理，再陳腐24小時；f.將步驟e得到的陳腐好的物料放入真空擠出機通過模具擠出成型得到整體式蜂窩催化劑坯體，真空度為-0.095MPa以上，擠出溫度15-25℃；g.將步驟f得到的蜂窩催化劑坯體經(jīng)一次干燥和二次干燥。一次干燥的條件為干燥溫度為25-65℃、干燥濕度為20-85％、干燥時間為180小時；二次干燥條件為干燥溫度為恒溫65℃、干燥濕度為10-50％、干燥時間：18小時；h.將干燥步驟后的蜂窩催化劑進行煅燒；煅燒條件為煅燒溫度650℃、煅燒時間為36小時。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：1、本發(fā)明在脫硝催化劑單元成份中除了Ti、V、Si等主元素外，根據(jù)煙氣成份的不同，添加適量Ce、Mo等稀土元素或稀有金屬元素作為添加助劑。通過Ce、Mo等稀土元素或稀有金屬元素的添加改變大氣環(huán)保脫硝催化劑的活性中心及脫硝機理，以獲取裝置高脫硝效率、寬活性窗口溫度和耐堿中毒能力。2、本發(fā)明在脫硝催化劑混煉階段分別添加PEO和水玻璃作為粘結(jié)助劑，通過粘結(jié)助劑對脫硝催化劑成型及比表面積的影響來增強SCR脫硝催化劑的成型能力，增大活性成份與煙氣的接觸面積，提高催化劑的脫硝效率。3、為取得高強度、高良品率、低成本的脫硝催化劑，本發(fā)明制備方法中，在高真空度條件下擠出成型的物料(真空度-0.095MPa以上，擠出溫度15-25℃)，可以提高物料結(jié)合的密實度，以此提高干燥的合格率和最終產(chǎn)品的耐壓強度；在低擠出溫度的條件下，可以使擠出物料溫度基本和室溫一致，避免物料本身和室溫環(huán)境的溫差過大，造成產(chǎn)品的內(nèi)外部開裂。在催化劑坯體干燥過程中采用蒸汽干燥并分兩次干燥，干燥過程中催化劑單元水份散失均勻，大大提高了催化劑單元濕坯在干燥過程中的良品率(本發(fā)明良品率92％以上)，且縮短了生產(chǎn)周期。4、脫硝催化裝置催化劑單元組分中加入Mo稀土金屬元素或稀有金屬元素作為添加助劑；添加劑中加入HPMC、水玻璃等提高脫硝催化裝置催化劑單元的塑性和強度。具體實施方式以下通過具體實施方式對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步解釋說明。實施例1.一種玻璃窯爐煙氣用SCR脫硝催化劑，包括載體、活性成分，粘結(jié)劑和造孔劑，催化劑中鈦白粉-蒙脫石所占比重為80％，活性成分所占比重為3％，粘結(jié)劑所占比重為2％，造孔劑所占比重為1.1％。上述載體采用鈦白粉-硅土混合載體，混合載體中鈦白粉比重為92％，蒙脫石比重8％；上述活性成分為五氧化二釩和三氧化鉬，質(zhì)量比為2.5:1；上述粘結(jié)劑為PEO和水玻璃，質(zhì)量比為2:1；上述造孔劑為HPMC。實施例2一種玻璃窯爐煙氣用SCR脫硝催化劑，包括載體、活性成分，粘結(jié)劑和造孔劑，其中，催化劑中鈦白粉-蒙脫石所占比重為90％，活性成分所占比重為4.5％，粘結(jié)劑所占比重為1.5％，造孔劑所占比重為1.5％。其它同實施例1。實施例3上述實施例1和2硝催化劑的制備方法，包括：配料、混煉、過濾預(yù)擠出、擠出、I級干燥、II級干燥、煅燒、組裝、包裝入庫，具體步驟為：a.將偏釩酸銨溶解在單乙醇胺和去離子水中；b.將七鉬酸銨溶于去離子水中形成透明溶液，再逐漸加入步驟a中制備的溶液中，制成絮狀溶液；c.將二氧化鈦-蒙脫石和輔助材料混合攪拌，再在攪拌下，緩慢加入步驟b制備的溶液，制成粘稠狀白色稠漿；d.向步驟c中制備的白色稠漿中加入粘結(jié)劑和造孔劑，繼續(xù)混合攪拌，得到濕式混合物料；e.將步驟d中配制好的濕式混合物料經(jīng)過濾機和預(yù)擠出機處理，再陳腐24小時；f.將步驟e得到的陳腐好的物料放入真空擠出機通過模具擠出成型得到整體式蜂窩催化劑坯體，真空度為-0.095MPa以上，擠出溫度15-25℃；g.將步驟f得到的蜂窩催化劑坯體經(jīng)一次干燥和二次干燥。一次干燥的條件為干燥溫度為25-65℃、干燥濕度為20-85％、干燥時間為180小時；二次干燥條件為干燥溫度為恒溫65℃、干燥濕度為10-50％、干燥時間：18小時；h.將干燥步驟后的蜂窩催化劑進行煅燒；煅燒條件為煅燒溫度：650℃、煅燒時間為36小時。i.干燥完成后，催化劑坯被送入隧道窯進行燒制，對成品切割和包裝即得成品。作為優(yōu)選方案，本發(fā)明干燥在干燥室內(nèi)進行催化劑單元濕坯干燥，該干燥室內(nèi)沿中軸線方向內(nèi)置一排錐形風機，風機從上到下設(shè)置多個出風口，且出風口方向不一，使干燥室內(nèi)形成空氣對流，保證干燥過程中催化劑單元水份散失均勻，大大提高了催化劑單元濕坯在干燥過程中的良品率，縮短了生產(chǎn)周期。以實施例2脫硝催化劑為例，通過實施例3方法制備所得的催化劑產(chǎn)品通過壓力測試機對催化劑單元的耐壓強度進行檢測，檢測結(jié)果如表1所示。表1.脫硝催化劑單元的塑性和強度對比橫向抗壓(MPa)縱向抗壓(MPa)設(shè)計值≥0.6≥2.0實測值1.293.5通過煙氣評價裝置及煙氣分析儀對脫硝催化裝置催化劑單元脫硝性能進行評價，著重考察催化劑的催化活性、硫轉(zhuǎn)化率、氨逃逸、穩(wěn)定性等。用中試試驗設(shè)施測試催化劑活性，要求脫硝效率≥80％，氨逃逸率≤3ppmvdc，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率≤1.00％，壓降≤450Pa，測試條件依據(jù)業(yè)主的煙氣條件。實測結(jié)果為：脫硝效率≥90％，氨逃逸率≤2.5ppmvdc，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率≤0.9％，壓降≤400Pa。通過物理吸附、壓力測試機、耐磨裝置、熒光分析儀等設(shè)備對催化劑單元的比表面積、耐壓強度、耐磨強度、物質(zhì)組分進行微觀檢測。如表2、3所示。表2.催化劑單元的比表面積、耐壓強度、耐磨強度對比表3.玻璃窯爐催化劑成分檢測結(jié)果不同的催化劑原料進行充分混合攪拌，然后將混合均勻的固體原料和液體原料混合攪拌成均勻的漿料。攪拌均勻的原料漿進入雙層預(yù)過濾擠出機進行充分混煉，并且被壓制成大小均勻的原料坯。原料坯投入具有高扭矩和高混煉螺旋結(jié)構(gòu)的真空擠出機，真空擠出機將原料坯按事先設(shè)定好的孔徑、節(jié)距擠壓成催化劑坯。蒸汽一級干燥，蒸汽二級干燥，干燥完成后，催化劑坯被送入隧道窯進行燒制，對成品切割和包裝。本發(fā)明的脫硝催化裝置能提高催化劑單元的塑性和強度。當前第1頁1 2 3