一種蜂窩scr脫硝催化劑單元硬化液及其使用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液，包括以下組分，按重量份為:水20～40重量份；硫酸鋁10重量份；有機(jī)酸適量；其中，有機(jī)酸為草酸或檸檬酸，有機(jī)酸與硫酸鋁的摩爾比為4:1～1:4。本發(fā)明還公開(kāi)了該種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液的使用方法。本發(fā)明采用有機(jī)酸與硫酸鋁作為硬化液，兩者可以形成絡(luò)合物，絡(luò)合物可在催化劑內(nèi)部分布均勻，提高催化劑的抗磨損強(qiáng)度，磨損率可以降低30～80％，可避免煙氣的高溫和高塵的影響，避免磨損和坍塌現(xiàn)象，延長(zhǎng)催化劑壽命。而且煅燒后可以在蜂窩SCR脫硝催化劑頂端覆蓋一層致密的氧化鋁，不會(huì)使催化劑中毒，因此不會(huì)影響催化劑本身的活性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于催化劑【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液，還涉及該種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液的使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物之一，包括Ν0、Ν02等多種氮的氧化物，對(duì)人體健康和動(dòng)植物生存都會(huì)造成一定的傷害，如形成酸雨、光化學(xué)煙霧等，而且還會(huì)產(chǎn)生多種二次污染。在環(huán)保意識(shí)和要求越來(lái)越強(qiáng)烈的今天，如何除去氮氧化物的排放，成為越來(lái)越急迫的問(wèn)題。目前，我國(guó)的氮氧化物主要從煤燃燒和工業(yè)煙霧排放產(chǎn)生，傳統(tǒng)蜂窩脫硝催化劑組分為V、W/Ti02，可以脫除煙氣中的NOx，然而傳統(tǒng)脫硝催化劑模塊頂端在高溫、高塵的煙氣條件下，容易發(fā)生磨損、坍塌現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個(gè)脫硝催化劑的活性、壽命下降。因此，需要在頂端使用硬化液，提高催化劑的抗磨損強(qiáng)度。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?00810147802.X的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種選擇性催化還原煙氣脫硝催化劑及制造方法，其中硬化液為鋁鹽溶液，通過(guò)簡(jiǎn)單浸潰，風(fēng)吹，煅燒，在催化劑表面生成氧化鋁層，提高催化劑的抗磨損強(qiáng)度，但是鋁鹽通過(guò)浸潰覆蓋在催化劑的表面量很少，從而提高的抗磨損強(qiáng)度有限。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01310243987.5的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種SCR脫硝催化劑模塊硬化液，2?5%的氫氧化鋁、6?20%的磷酸和I?5%的活性成分，余量為水，該硬化液雖然可以提高催化劑頂端的抗磨損強(qiáng)度，但其煅燒生成氧化鋁會(huì)阻擋選擇性催化還原的進(jìn)行，同時(shí)磷酸煅燒生成的P2O5會(huì)使催化劑中毒，導(dǎo)致催化劑活性降低，負(fù)面影響較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提高脫硝催化劑模塊頂端的強(qiáng)度，避免磨損和坍塌現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)不會(huì)影響催化劑本身的活性，提供一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供該種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液的使用方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液，包括以下組分，按重量份為:
[0008]水20?40重量份；
[0009]硫酸鋁 10重量份；
[0010]有機(jī)酸適量；
[0011]其中，有機(jī)酸為草酸或檸檬酸，有機(jī)酸與硫酸鋁的摩爾比為4:1?1: 4。
[0012]本發(fā)明采用有機(jī)酸與硫酸鋁作為硬化液，兩者可以形成絡(luò)合物，絡(luò)合物可在催化劑內(nèi)部分布均勻，提高催化劑的抗磨損強(qiáng)度，而且煅燒后可以在蜂窩SCR脫硝催化劑頂端覆蓋一層致密的氧化鋁，不會(huì)使催化劑中毒，因此不會(huì)影響催化劑本身的活性。水、硫酸鋁重量比為2:1?4:1，優(yōu)化為2:1?3:1，最佳為2:1。
[0013]優(yōu)選的，有機(jī)酸與硫酸鋁的摩爾比為1:1。兩者形成的絡(luò)合物更加穩(wěn)定，有利于增加蜂窩SCR脫硝催化劑頂端覆蓋的氧化鋁的致密性。
[0014]該種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液的使用方法為:將蜂窩SCR脫硝催化劑頂端浸泡在硬化液中，加熱至40?70°C并保持溫度恒定，5?25秒后取出，晾干，煅燒，得到頂端增強(qiáng)的蜂窩SCR脫硝催化劑。在低溫蜂窩SCR脫硝催化劑領(lǐng)域，催化劑的起活溫度在80?120°C之間，一般將催化劑床層布置于除塵器之后。該環(huán)境下粉塵的影響相對(duì)較小，但水分在低溫下析出并附著于催化劑表面，會(huì)引起催化劑軟化破損，尤其是催化劑頂端，伴隨著煙氣的高速?zèng)_刷，催化劑的頂端破損尤為明顯，極大地制約了催化劑的使用壽命。本發(fā)明將催化劑浸泡硬化液的溫度恒定在40?70°C，使催化劑未達(dá)到活性的情況下，又能使有機(jī)酸與硫酸鋁形成的絡(luò)合物在催化劑內(nèi)部分布更加均勻，特別是該溫度下催化劑表面的一些可溶性雜質(zhì)可以得到溶解，清潔催化劑內(nèi)部的微孔，而且保持溫度恒定不容易產(chǎn)生新的雜質(zhì)，有利于催化劑頂端的硬化增強(qiáng)，可避免煙氣的高溫和高塵的影響，避免磨損和坍塌現(xiàn)象，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。
[0015]優(yōu)選的，該種硬化液的使用方法為:先將蜂窩SCR脫硝催化劑頂端浸泡在pH值為2?4的鹽酸或硝酸中，邊浸泡邊輕微晃動(dòng)催化劑，10?25秒后取出催化劑，用壓縮空氣吹掃，然后再將催化劑頂端浸泡在硬化液中，加熱至40?70°C并保持溫度恒定，5?25秒后取出，晾干，煅燒，得到頂端增強(qiáng)的蜂窩SCR脫硝催化劑。在使用硬化液浸泡之前，先采用鹽酸或硝酸浸泡，可以洗掉催化劑表面的一些不易溶解水但是能溶于酸的雜質(zhì)，但是不宜采用濃硫酸或其他無(wú)機(jī)酸，因?yàn)闈饬蛩峄蚱渌麩o(wú)機(jī)酸會(huì)對(duì)催化劑本身造成破壞，使得催化劑失去活性，而鹽酸或硝酸不會(huì)對(duì)催化劑本身造成影響，可以有效清潔催化劑內(nèi)部的微孔，有利于催化劑頂端的硬化增強(qiáng)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:采用有機(jī)酸與硫酸鋁作為硬化液，兩者可以形成絡(luò)合物，絡(luò)合物可在催化劑內(nèi)部分布均勻，提高催化劑的抗磨損強(qiáng)度，磨損率可以降低30?80%，可避免煙氣的高溫和高塵的影響，避免磨損和坍塌現(xiàn)象，延長(zhǎng)催化劑壽命。而且煅燒后可以在蜂窩SCR脫硝催化劑頂端覆蓋一層致密的氧化鋁，不會(huì)使催化劑中毒，因此不會(huì)影響催化劑本身的活性。
[0017]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:

【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液實(shí)施例1，包括以下組分，各組分按重量份為:
[0019]水40重量份；
[0020]硫酸鋁 10重量份；
[0021]草酸適量；
[0022]其中，草酸與硫酸鋁的摩爾比為4:1。將上述各組分按配比混合均勻即得到硬化液。
[0023]該種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液的使用方法為:將蜂窩SCR脫硝催化劑頂端浸泡在硬化液中，加熱至40?70°C并保持溫度恒定，5?25秒后取出，晾干，煅燒，得到頂端增強(qiáng)的蜂窩SCR脫硝催化劑。
[0024]本發(fā)明一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液實(shí)施例2，包括以下組分，各組分按重量份為:
[0025]水30重量份；
[0026]硫酸鋁 10重量份；
[0027]檸檬酸適量；
[0028]其中，檸檬酸與硫酸鋁的摩爾比為1:4。
[0029]該種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液的使用方法與實(shí)施例1相同。
[0030]本發(fā)明一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液實(shí)施例3，包括以下組分，各組分按重量份為:
[0031]水20重量份；
[0032]硫酸鋁 10重量份；
[0033]草酸適量；
[0034]其中，草酸與硫酸鋁的摩爾比為1:2。
[0035]該種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液的使用方法為:先將蜂窩SCR脫硝催化劑頂端浸泡在PH值為2?4的鹽酸或硝酸中，邊浸泡邊輕微晃動(dòng)催化劑，10?25秒后取出催化齊U，用壓縮空氣吹掃，然后再將催化劑頂端浸泡在硬化液中，加熱至40?70°C并保持溫度恒定，5?25秒后取出，晾干，煅燒，得到頂端增強(qiáng)的蜂窩SCR脫硝催化劑。
[0036]本發(fā)明一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液實(shí)施例4，包括以下組分，各組分按重量份為:
[0037]水23重量份；
[0038]硫酸鋁 10重量份；
[0039]檸檬酸適量；
[0040]其中，檸檬酸與硫酸鋁的摩爾比為1:1。
[0041]該種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液的使用方法與實(shí)施例3相同。
[0042]對(duì)實(shí)施例1?4得到的蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液按照相應(yīng)的使用方法對(duì)蜂窩SCR脫硝催化劑進(jìn)行浸泡硬化，并對(duì)經(jīng)過(guò)硬化的蜂窩SCR脫硝催化劑頂端的磨損深度和重量損失進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比例進(jìn)行比較，檢測(cè)結(jié)果如表I所示。
[0043]具體檢測(cè)方法為:將經(jīng)過(guò)硬化的蜂窩SCR脫硝催化劑放置在含有粉塵的壓縮空氣試驗(yàn)裝置中進(jìn)行粉塵沖刷加速磨損試驗(yàn)，壓縮空氣流速為40m/s，粉塵含量為73.9g/m3，絕對(duì)濕度為10g/m3，沖刷時(shí)間為4h，相當(dāng)于催化劑在實(shí)際煙氣處理裝置情況下26280h (三年)的沖刷時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)束后使用電子數(shù)顯卡尺測(cè)量催化劑頂端的磨損深度。
[0044]表I
[0045]
測(cè)試項(xiàng)目 I實(shí)施例1 I實(shí)施例2 I實(shí)施例3 I實(shí)施例4 I對(duì)比例磨損深度(nun)~ 0.87 07?6 0.53 0.48 ΤΓ58
重量損失(％) 3.93 Τ?5 ?&& 3.40 ^85
[0046]
[0047]測(cè)試結(jié)果表明，本發(fā)明實(shí)施例1?4得到的蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液均明顯比現(xiàn)有技術(shù)性能優(yōu)異，經(jīng)過(guò)硬化的蜂窩SCR脫硝催化劑頂端的磨損深度和重量損失明顯比現(xiàn)有技術(shù)低，說(shuō)明催化劑的抗磨損強(qiáng)度大大增強(qiáng)，磨損率可以降低30?80%，可避免煙氣的高溫和高塵的影響，避免磨損和坍塌現(xiàn)象，延長(zhǎng)催化劑壽命。而且實(shí)施例3、4是先采用鹽酸或硝酸浸泡催化劑頂端再用硬化液浸泡，從表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)效果更佳，而實(shí)施例4中水和硫酸鋁的重量比為23:10、有機(jī)酸和硫酸鋁的摩爾比為1:1時(shí)，硬化效果更有進(jìn)一步突破，是較為理想的配比。
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專(zhuān)利范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液，其特征在于:包括以下組分，各組分按重量份為: 水20?40重量份； 硫酸招 10重量份； 有機(jī)酸 適量； 其中，有機(jī)酸為草酸或檸檬酸，有機(jī)酸與硫酸鋁的摩爾比為4:1?1:4。
2.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液，其特征在于:有機(jī)酸與硫酸招的摩爾比為1:1。
3.如權(quán)利要求1所述的一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液的使用方法，其特征在于:將蜂窩SCR脫硝催化劑頂端浸泡在硬化液中，加熱至40?70°C并保持溫度恒定，5?25秒后取出，晾干，煅燒，得到頂端增強(qiáng)的蜂窩SCR脫硝催化劑。
4.如權(quán)利要求3所述的一種蜂窩SCR脫硝催化劑單元硬化液的使用方法，其特征在于:先將蜂窩SCR脫硝催化劑頂端浸泡在pH值為2?4的鹽酸或硝酸中，邊浸泡邊輕微晃動(dòng)催化劑，10?25秒后取出催化劑，用壓縮空氣吹掃，然后再將催化劑頂端浸泡在硬化液中，力口熱至40?70V并保持溫度恒定，5?25秒后取出，晾干，煅燒，得到頂端增強(qiáng)的蜂窩SCR脫硝催化劑。
【文檔編號(hào)】B01J37/02GK104128210SQ201410351756
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】劉小峰, 劉雪松, 田丹女, 傅林中, 魏連秋, 陳洪鋒, 蘭政碧, 姚微, 趙益飛 申請(qǐng)人:浙江海亮環(huán)境材料有限公司