專利名稱：具有活性的催化劑模塊邊緣硬化液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種具有活性的催化劑模塊邊緣硬化液。
背景技術(shù)：
目前，氮氧化物的污染不斷加劇，特別是北京、上海、廣州等一些大城 市，氮氧化物含量大大超標(biāo)，局部地區(qū)甚至出現(xiàn)了光化學(xué)煙霧污染，對經(jīng)濟(jì)
發(fā)展和人們的生活產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響?；痣姀S是NOx排放的最大污染源，占 總排放量的36%以上，控制氮氧化物排放已成為火電廠繼煙氣除塵、脫硫之 后的第三項污染重點治理工作。隨著《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223 一2003)的頒布，單純的低氮燃燒技術(shù)已無法滿足現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，選擇 性催化還原(SCR)技術(shù)因其高效的脫硝性能開始在國內(nèi)火電廠應(yīng)用。SCR 的主要原理是以NH3為還原劑，在催化劑的作用下，選擇性地將NOx還原 成N2。目前市場占有率最高的催化劑為蜂窩式催化劑。
蜂窩式催化劑是以蜂窩狀陶瓷為載體，將催化劑活性成分燒制在陶瓷內(nèi) 部，形成發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)含有氮氧化物的煙氣通過催化劑的孔道時，在 微孔內(nèi)催化劑作用下，與煙氣中的氨氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮氣和水， 從而實現(xiàn)煙氣凈化的目的。催化劑模塊的結(jié)構(gòu)為蜂窩狀的條形長方體，其橫 截面為正方形，形狀類似蜂窩，因而得名。
由于催化劑活性的需要，SCR裝置絕大多數(shù)布置在電除塵器之前。國外 電廠煙氣含塵量一般都小于30g/Nm3，對催化劑的磨損問題并不突出；而國 內(nèi)燃用煤種比較復(fù)雜，特別是2008年煤價飛漲，許多電廠不得不燃用劣質(zhì)煤， 造成煙氣中粉塵含量非常高，很多項目高達(dá)50-60 g/Nm3，現(xiàn)有技術(shù)未做邊緣 硬化，當(dāng)煙氣通過催化劑的氣流通道時，飛灰顆粒急速撞擊催化劑端部，因 此端部磨損最為嚴(yán)重，且隨著時間的增長，催化劑模塊會越來越短，使得催 化劑的使用壽命大幅降低，并帶來催化劑單體在模塊中如何的固定問題。如 何處理端部磨損問題，是急待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種可大大提高催化 劑模塊的整體使用壽命和模塊強(qiáng)度，使催化劑模塊磨損失重率可以降低20% 以上，催化劑模塊壽命可提高30%以上，比未加活性組分的邊緣硬化催化劑
3提高活性10%以上的具有活性的催化劑模塊邊緣硬化液。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述具有活性的催化劑模塊邊緣硬化液，
其特征是該硬化液中包括如下各組分24%~40%重量百分含量的偏硅酸鈉和 1 3%硫酸鋁溶液以及活性成分，所述活性成分為偏釩酸銨、硫酸亞鐵與硝 酸錳中的一種或者兩種以及兩種以上的混合物，且偏釩酸銨在該硬化液中占 0~6%的重量百分含量，硫酸亞鐵在該硬化液中占0~1%的重量百分含量，硝 酸錳在該硬化液中占0 5%的重量百分含量，余量為水。
本發(fā)明的硬化液使得催化劑模塊端部在SCR反應(yīng)器中更加耐磨損，從而 大大提高模塊的整體使用壽命和模塊強(qiáng)度，相同條件下催化劑模塊的磨損失 重率可以降低20%，催化劑壽命可提高30%以上。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例1
取24g的偏硅酸鈉和lg硫酸鋁、16g的偏釩酸銨加入59g的水中攪拌 均勻形成硬化液，即在該硬化液中偏硅酸鈉占24%重量百分含量，偏釩酸銨 在該硬化液中占6%的重量百分含量。
某300MW燃煤機(jī)組煙氣脫硝工程，煙氣中含塵量為40g/Nm3，氮氧化 物濃度為400mg/Nm3,煙氣溫度為40(TC，其SCR蜂窩式催化劑產(chǎn)品硬化工 藝操作如下
取兩批數(shù)量相同的成型后干燥好的蜂窩式催化劑單體，其中一批蜂窩式 催化劑單體兩端模塊兩端距離端部15mm處采用硬化液進(jìn)行浸泡，在溫度為 10 4(TC下自然固化；在固化好后，將催化劑送入50(TC以上的窯爐中進(jìn)行煅 燒，使硬化液中轉(zhuǎn)化為有效的硬化和活性組分。
端部邊緣硬化的蜂窩陶瓷催化劑模塊，它的外觀為多孔的蜂窩狀長方體 形狀，其端部經(jīng)過硬化工藝處理后形成邊緣硬化區(qū)，模塊的四個長方形外壁 表面是密閉的，中間則由縱貫兩端的氣流通道組成，相鄰的氣流通道被十字 形狀的薄壁隔開，這些薄壁互相連接并最終與四個外壁相連。其外觀幾何尺 寸為長寬高500mmX150mmX150mm，在兩端部形成長度約10~30mm的 邊緣硬化區(qū)。
工作原理當(dāng)煙氣從模塊的一端進(jìn)入時，被氣流通道分成數(shù)百條細(xì)小的 流束，最終從模塊的另一端流出，由于模塊端部在煙氣中受到飛灰的撞擊最 為劇烈，因此磨損最嚴(yán)重，縮短了模塊整體使用壽命，而在模塊的兩端采用特殊的溶液浸泡后其端部強(qiáng)度增加，提高了端部的耐磨損性，延長了模塊的 整體使用壽命。
性能測試結(jié)果
磨損失重率降低18.6~21.7% (相對于未做端頭硬化的一批催化劑)；
催化劑活性提高12.6-15.1% (相對于端頭硬化但未添加活性的一批催化劑)。
實施例2
取40g的偏硅酸鈉、3g的硫酸鋁、lg的硫酸亞鐵加入56g的水中攪拌 均勻形成硬化液，即在該硬化液中偏硅酸鈉占40%重量百分含量，硫酸亞鐵 在該硬化液中占1%的重量百分含量。
某300MW燃煤機(jī)組煙氣脫硝工程，煙氣中含塵量為60g/Nm3，氮氧化 物濃度為400mg/Nm3，煙氣溫度為370'C，其SCR蜂窩式催化劑產(chǎn)品硬化工 藝操作如下
取兩批數(shù)量相同的成型后干燥好的蜂窩式催化劑單體，其中一批蜂窩式 催化劑單體兩端模塊兩端距離端部35mm處采用硬化液進(jìn)行浸泡，在溫度為 10 4(TC下自然固化；在固化好后，將催化劑送入50(TC以上的窯爐中進(jìn)行煅 燒，使硬化液中轉(zhuǎn)化為有效的硬化和活性組分。
對比性能測試結(jié)果-
磨損失重率降低24.1~25.8% (相對于未做端頭硬化的催化劑)； 催化劑活性提高6.1~9.5% (相對于端頭硬化但未添加活性的催化劑)。
實施例3
取32g的偏硅酸鈉、2g的硫酸鋁、5g的硝酸錳加入61g的水中攪拌均 勻形成硬化液，即在該硬化液中偏硅酸鈉占32%重量百分含量，硝酸錳在該 硬化液中占5%的重量百分含量。
某600MW燃煤機(jī)組煙氣脫硝工程，煙氣中含塵量為50g/Nm3，氮氧化 物濃度為400mg/Nm3，煙氣溫度為300'C,其SCR蜂窩式催化劑產(chǎn)品硬化工 藝操作如下
取兩批數(shù)量相同的成型后干燥好的蜂窩式催化劑單體，其中一批蜂窩式 催化劑單體兩端模塊兩端距離端部25mm處采用硬化液進(jìn)行浸泡，在溫度為 10 4(TC下自然固化；在固化好后，將催化劑送入50(TC以上的窯爐中進(jìn)行煅 燒，使硬化液中轉(zhuǎn)化為有效的硬化和活性組分。
5性能測試結(jié)果
磨損失重率降低21.6-22.9% (相對于未做端頭硬化的催化劑)； 催化劑活性提高9.0-10.3% (相對于端頭硬化但未添加活性的催化劑)。
實施例4
取36g的偏硅酸鈉、2.5g的硫酸鋁、3g的偏釩酸銨、0.5g的硫酸亞鐵 與1.5g的硝酸錳加入56.5g的水中攪拌均勻形成硬化液，即在該硬化液中偏 硅酸鈉占36%重量百分含量，偏釩酸銨占3°/。重量百分含量，硫酸亞鐵占0.5% 的重量百分含量，硝酸錳在該硬化液中占1.5%的重量百分含量。
某600MW燃煤機(jī)組煙氣脫硝工程，煙氣中含塵量為55g/Nm3，氮氧化 物濃度為380mg/Nm3，煙氣溫度為350'C，其SCR蜂窩式催化劑產(chǎn)品硬化工 藝操作如下
取兩批數(shù)量相同的成型后干燥好的蜂窩式催化劑單體，其中一批蜂窩式 催化劑單體兩端模塊兩端距離端部30mm處采用硬化液進(jìn)行浸泡，在溫度為 10 4(TC下自然固化；在固化好后，將催化劑送入50(TC以上的窯爐中進(jìn)行煅 燒，使硬化液中轉(zhuǎn)化為有效的硬化和活性組分。
性能測試結(jié)果-
磨損失重率降低22.5~24.8% (相對于未做端頭硬化的催化劑)； 催化劑活性提高9.2~12.1% (相對于端頭硬化但未添加活性的催化劑)。
實施例5
取28g的偏硅酸鈉、1.5g的硫酸鋁、4.5g的偏釩酸銨與0.5g的硫酸亞 鐵加入65.5g的水中攪拌均勻形成硬化液，即在該硬化液中偏硅酸鈉占28°/。 重量百分含量，偏釩酸銨占4.5%重量百分含量，硫酸亞鐵占0.5%的重量百 分含量。
某600MW燃煤機(jī)組煙氣脫硝工程，煙氣中含塵量為45g/Nm3，氮氧化 物濃度為380mg/Nm3，煙氣溫度為38(TC，其SCR蜂窩式催化劑產(chǎn)品硬化工 藝操作如下
取兩批數(shù)量相同的成型后干燥好的蜂窩式催化劑單體，其中一批蜂窩式 催化劑單體兩端模塊兩端距離端部25mm處采用硬化液進(jìn)行浸泡，在溫度為 10 40'C下自然固化；在固化好后，將催化劑送入50(TC以上的窯爐中進(jìn)行煅 燒，使硬化液中轉(zhuǎn)化為有效的硬化和活性組分。性能測試結(jié)果
磨損失重率降低19.8~22.3% (相對于未做端頭硬化的催化劑)； 催化劑活性提高7.5~9.5% (相對于端頭硬化但未添加活性的催化劑)。
實施例6
取36g的偏硅酸鈉、2.5g的硫酸鋁、3g的偏釩酸銨2g的硝酸錳加入 56.5g的水中攪拌均勻形成硬化液，即在該硬化液中偏硅酸鈉占36%重量百 分含量，偏釩酸銨占3%重量百分含量，硝酸錳在該硬化液中占2%的重量百 分含量。
某300MW燃煤機(jī)組煙氣脫硝工程，煙氣中含塵量為55g/Nm3，氮氧化 物濃度為380mg/Nm3，煙氣溫度為33(TC，其SCR蜂窩式催化劑產(chǎn)品硬化工 藝操作如下
取兩批數(shù)量相同的成型后干燥好的蜂窩式催化劑單體，其中一批蜂窩式 催化劑單體兩端模塊兩端距離端部33mm處采用硬化液進(jìn)行浸泡，在溫度為 10 40。C下自然固化；在固化好后，將催化劑送入50(TC以上的窯爐中進(jìn)行煅 燒，使硬化液中轉(zhuǎn)化為有效的硬化和活性組分。
性能測試結(jié)果
磨損失重率降低22.4~24.5% (相對于未做端頭硬化的催化劑)； 催化劑活性提高11.2~13.5% (相對于端頭硬化但未添加活性的催化劑)。
權(quán)利要求
1、一種具有活性的催化劑模塊邊緣硬化液，其特征是該硬化液中包括如下各組分24％～40％重量百分含量的偏硅酸鈉、1～3％的硫酸鋁以及活性成分，所述活性成分為偏釩酸銨、硫酸亞鐵與硝酸錳中的一種或者兩種以及兩種以上的混合物，且偏釩酸銨在該硬化液中占0～6％的重量百分含量，硫酸亞鐵在該硬化液中占0～1％的重量百分含量，硝酸錳在該硬化液中占0～5％的重量百分含量，余量為水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有活性的催化劑模塊邊緣硬化液，該硬化液中包括如下各組分30％～50％重量百分含量的硅酸鈉以及活性成分，所述活性成分為偏釩酸銨、硫酸亞鐵與硝酸錳中的一種或者兩種以及兩種以上的混合物，且偏釩酸銨在該硬化液中占0～6％的重量百分含量，硫酸亞鐵在該硬化液中占0～1％的重量百分含量，硝酸錳在該硬化液中占0～5％的重量百分含量，余量為水。本發(fā)明的硬化液使得催化劑模塊端部在SCR反應(yīng)器中更加耐磨損，從而大大提高模塊的整體使用壽命和模塊強(qiáng)度，相同條件下催化劑模塊的磨損失重率可以降低20％，催化劑壽命可提高30％以上。
文檔編號B01J35/00GK101474581SQ20091002478
公開日2009年7月8日 申請日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者曹莉莉, 祁德祥, 陳建軍 申請人:江蘇龍源催化劑有限公司