本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種整體式低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
氨氣選擇性催化還原法(NH3-SCR)是目前最高效、應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硝技術(shù)，諸如火電廠和柴油引擎等在內(nèi)的固定源和移動(dòng)源尾氣的氮氧化物(NOx)脫除均采用此法。催化劑是NH3-SCR脫硝技術(shù)的核心部分，目前商用催化劑多為V2O5-WO3(MoO3)/TiO2催化劑，其工作溫度一般在300～450℃范圍內(nèi)，屬中溫段催化劑。然而，我國(guó)的整體式脫硝催化劑的制備原料和設(shè)備仍然主要依賴于引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，整體式催化劑的成型制備技術(shù)仍然落后于國(guó)外，并且存在較大差距。
目前我國(guó)的SCR脫硝工藝多釆用高溫高塵布置，運(yùn)行過程中商用的整體式催化劑長(zhǎng)期受到煙塵和飛灰的沖刷，容易造成磨損和堵塞，煙塵和飛灰中的SO2、水蒸氣、堿土金屬、重金屬等又會(huì)造成整體式催化劑的中毒失活。因而，研究和開發(fā)適用于低溫低塵布置工藝的整體式低溫SCR脫硝催化劑具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和發(fā)展前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種整體式低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法，本發(fā)明的整體式SCR脫硝催化劑具有良好的低溫活性，在溫度120℃，空速4000h-1的條件下，NOx轉(zhuǎn)化率達(dá)95％。
技術(shù)方案：本發(fā)明的整體式低溫SCR脫硝催化劑，其制備過程中催化劑及添加成型助劑的質(zhì)量百分比為：二氧化鈦21％～48％，錳的氧化物12％～16％，三氧化二鈥1％～10％，三氧化二鐵5％～9％，水21％～26％，玻璃纖維3％～8％，羧甲基纖維素2％～5％，甘油3％～6％，活性碳粉0.7％～2％。其中，錳的氧化物包括MnO2、Mn2O3和Mn3O4中的一種或多種的組合；玻璃纖維的粒徑為100目。
本發(fā)明制備整體式低溫SCR脫硝催化劑的方法包括如下步驟：
1)按以下質(zhì)量百分比備料：二氧化鈦21％～48％，錳的氧化物12％～16％，三氧化二鈥1％～10％，三氧化二鐵5％～9％，水21％～26％，玻璃纖維3％～8％，羧甲基纖維素2％～5％，甘油3％～6％，活性碳粉0.7％～2％；
所述錳的氧化物包括MnO2、Mn2O3和Mn3O4中的一種或多種；所述玻璃纖維的粒徑為100目；
2)將二氧化鈦、錳的氧化物、三氧化二鈥、三氧化二鐵、玻璃纖維、羧甲基纖維素和活性碳粉混合，混料15～20min，配制成固相混合物；
3)將甘油和水加入固相混合物中，經(jīng)過30～40min捏合后，得到質(zhì)地均勻的泥團(tuán)；
4)在2～3MPa的外壓下練泥4～5次，得到緊實(shí)的塑性膏體；
5)將塑性膏體在常溫下密封陳化5～7h，進(jìn)一步加強(qiáng)膏體的可塑性；
6)將步驟5)得到的膏體在10～12MPa的壓力下進(jìn)行模壓定型，脫模后得到蜂窩狀成型坯體；
7)采用三段式的干燥方式對(duì)成型坯體進(jìn)行烘干：先在50～70℃下干燥11～13h，然后在70～90℃下干燥7～9h，最后在100～120℃下干燥3～5h；
8)采用兩段式的焙燒方式對(duì)烘干的成型坯體進(jìn)行焙燒：先以4～6℃/min的速率升溫至200～400℃并維持2～4h，再以4～6℃/min的速率升溫至400～600℃并維持4～6h。待自然冷卻后即獲得整體式蜂窩狀低溫SCR脫硝催化劑的成品。
有益效果：本發(fā)明的整體式SCR脫硝催化劑具有良好的低溫活性，在溫度120℃，空速4000h-1的條件下，NOx轉(zhuǎn)化率達(dá)95％；本發(fā)明的整體式低溫SCR脫硝催化劑制備方法能夠獲得理想的成型效果，成品率高。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
按質(zhì)量百分比計(jì)：
(1)混料：將48％二氧化鈦、16％錳的氧化物、1％三氧化二鈥、5％三氧化二鐵、3％玻璃纖維、2％羧甲基纖維素和0.7％活性碳粉混合，均勻攪拌15min，配制成固相混合物。
(3)捏合：將3％甘油和21％水加入固相混合物中，經(jīng)過30min捏合后，得到質(zhì)地均勻的泥團(tuán)。
(4)練泥：在2MPa的外壓下練泥4次，得到緊實(shí)的塑性膏體。
(5)陳化：將塑性膏體在常溫下密封陳化5h，進(jìn)一步加強(qiáng)膏體的可塑性。
(6)成型：將步驟(5)得到的膏體在10MPa的壓力下進(jìn)行模壓定型，脫模后得到蜂窩狀成型坯體。
(7)干燥：將成型坯體先在50℃下干燥11h，然后在70℃下干燥7h，最后在100℃下干燥3h
(8)焙燒：將干燥后的成型坯體先以4℃/min的速率升溫至200℃并維持2h，再以4℃/min的速率升溫至400℃并維持4h。待自然冷卻后即獲得整體式蜂窩狀低溫SCR脫硝催化劑的成品。
實(shí)施例2
(1)混料：將21％二氧化鈦、12％錳的氧化物、10％三氧化二鈥、9％三氧化二鐵、8％玻璃纖維、5％羧甲基纖維素和2％活性碳粉混合，均勻攪拌20min，配制成固相混合物。
(3)捏合：將6％甘油和26％水加入固相混合物中，經(jīng)過40min捏合后，得到質(zhì)地均勻的泥團(tuán)。
(4)練泥：在3MPa的外壓下練泥5次，得到緊實(shí)的塑性膏體。
(5)陳化：將塑性膏體在常溫下密封陳化7h，進(jìn)一步加強(qiáng)膏體的可塑性。
(6)成型：將步驟(5)得到的膏體在12MPa的壓力下進(jìn)行模壓定型，脫模后得到蜂窩狀成型坯體。
(7)干燥：將成型坯體先在70℃下干燥13h，然后在90℃下干燥9h，最后在120℃下干燥5h
(8)焙燒：將干燥后的成型坯體先以6℃/min的速率升溫至400℃并維持4h，再以6℃/min的速率升溫至600℃并維持6h。待自然冷卻后即獲得整體式蜂窩狀低溫SCR脫硝催化劑的成品。
實(shí)施例3
(1)混料：將30％二氧化鈦、13％錳的氧化物、7％三氧化二鈥、9％三氧化二鐵、6％玻璃纖維、3％羧甲基纖維素和1％活性碳粉混合，均勻攪拌20min，配制成固相混合物。
(3)捏合：將6％甘油和24％水加入固相混合物中，經(jīng)過40min捏合后，得到質(zhì)地均勻的泥團(tuán)。
(4)練泥：在2MPa的外壓下練泥5次，得到緊實(shí)的塑性膏體。
(5)陳化：將塑性膏體在常溫下密封陳化6h，進(jìn)一步加強(qiáng)膏體的可塑性。
(6)成型：將步驟(5)得到的膏體在10MPa的壓力下進(jìn)行模壓定型，脫模后得到蜂窩狀成型坯體。
(7)干燥：將成型坯體先在60℃下干燥12h，然后在80℃下干燥8h，最后在110℃下干燥4h
(8)焙燒：將干燥后的成型坯體先以5℃/min的速率升溫至300℃并維持3h，再以5℃/min的速率升溫至500℃并維持5h。待自然冷卻后即獲得整體式蜂窩狀低溫SCR脫硝催化劑的成品。
將制成的整體式低溫SCR脫硝催化劑置于模擬反應(yīng)器中進(jìn)行活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)氣組成為Ф(NO)＝Ф(NH3)＝0.08％(體積分?jǐn)?shù))，Ф(O2)＝5％(體積分?jǐn)?shù))，N2為平衡氣，空速4000h-1。該條件下，測(cè)得整體式低溫SCR催化劑的NOx轉(zhuǎn)化率為95％。