一種蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，屬于催化劑領域。所述的催化劑由二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢和助劑組成。催化劑的制備方法是將原料組分混合，混合后混煉和堆置陳腐，之后將得到的泥料過濾再次堆置陳腐，陳腐之后擠出成型得到濕胚，將濕胚進行斷面切割得到規則端面定長濕胚和端部廢料；將規則端面定長濕胚干燥、煅燒和成型；將端部廢料與濾料混合，循環使用。相對于現有工藝流程而言，幾乎無廢料產生，降低了資源消耗，減少了對環境的影響，此外，采用本發明技術方案，能耗降低約6.77%。
【專利說明】一種蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及催化劑領域，具體涉及一種蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]中國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤在一次能源中占75%，其中84%以上是通過燃燒方法利用的，煤燃燒釋放出的廢氣中氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染源之一。選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)是脫除鍋爐尾氣中氮氧化物最為常見同時也是最為有效的方法，被廣泛應用于各工業裝置中。其主要原理是采用氨氣作為還原劑，將其與空氣混合后噴入SCR脫硝反應器上游的煙道中，在催化劑的作用下與煙氣中的氮氧化物進行反應生成無害的氮氣和水排出體系。
[0003]現有工業采用的催化劑大都為V205/W03/Ti02為體系的蜂窩催化劑，現有技術的擠出是采用真空擠出機連續擠出，為了達到所需要的尺寸，需對真空擠出機擠出形成的催化劑濕胚進行切割，形成供下一步干燥的催化劑單元。由于是連續擠出，在切割時不可避免形成不規則的斜面，另一方面，由于催化劑濕胚尚未形成強度，切割刀具與催化劑濕胚表面接觸時產生擠壓力，從而在刀具與催化劑濕胚接觸的初始表面形成弧面，而最終的催化劑成品由于裝配的原因需做成長度相等、端面平整的單元。這部分不規則的催化劑濕胚單元連同催化劑濕胚主體進入干燥及煅燒工段，而后再進行成品的定長切割，消耗了額外的資源，造成能耗居高不下；另一方面，這些被切割下來的廢料只能被拋棄，既浪費了資源又造成了環境污染。
[0004]因此，如何改變現在的工藝流程，以降低能耗、減少廢料的產生是個亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明針對上述技術問題提供了一種蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，該方法是一種能耗低、原料消耗少的連續擠出蜂窩狀脫硝催化劑的制造方法。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案實現:
[0007]—種蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟:
[0008]I)將二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢和助劑混合后攪拌均勻得到混合液；
[0009]2)對所述混合液進行混煉以及堆置陳腐，得到泥料a ；
[0010]3)將所述泥料a進行過濾預擠出，得到濾料，將濾料再次堆置陳腐，得到泥料b ；
[0011]4)將泥料b經真空連續擠出成型并在連續擠出過程中進行切割，得到端部為不規則形狀的濕胚；該步驟所述的成型即為得到的催化劑形狀為蜂窩狀
[0012]5)將所述端部為不規則形狀的濕胚再次進行切割，分別得到具有規則端面定長濕胚和端部廢料；
[0013]6)將所述規則端面定長濕胚經過一級或多級干燥后煅燒，得到催化劑單元；
[0014]7)將所述端部廢料混入步驟2)中泥料a中，回收利用。[0015]所述步驟I)中二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢和助劑的重量份數依次為60?70份、0.5?I份、I?5份和25?35份。
[0016]所述步驟I)的助劑是重量份數為I?5份羧甲基纖維素、I?5份聚氧乙烯、0.5?I份單乙醇胺、2?5份乳酸、12?15份玻璃纖維、0.5?I份硬脂酸、19?25份氨水和64?70份除鹽水。
[0017]所述步驟2)得到泥料a的水分含量為26.5?29%。
[0018]所述步驟3)得到泥料b的水分含量為26.5?29%。
[0019]所述步驟4)進行切割時，得到端部為不規則形狀的濕胚的長度為步驟6)所得催化劑單元長度的1.1倍以上，優選為1.1?1.2倍。
[0020]所述步驟5)中對端部為不規則形狀的濕胚進行切割時，所采用的刀具為高速旋轉的鑰絲，鑰絲直徑為0.25?0.40mm，旋轉速度為500?800rpm。
[0021]所述步驟5)進行切割時，得到的規則端面定長濕胚的長度為步驟6)所得催化劑單元長度的1.005?1.008倍。
[0022]所述步驟6)規則端面定長濕胚經過II級干燥，I級干燥后的水分含量為14.5?15.5%，II級干燥后的水分含量為1.8?2.2%。
[0023]所述步驟6)的煅燒溫度為600?620°C，煅燒時間為20?40h，優選煅燒時間為30h。
[0024]本發明技術方案中所述的混煉是在練泥機進行混煉。
[0025]所述步驟5)中對端部為不規則形狀的濕胚進行切割時，濕胚處于靜置狀態。
[0026]所述步驟3)中濾網直徑650?750mm,開設若干小孔,單孔3.5mmX 0.7mm長方形孔。
[0027]本發明的有益效果
[0028]本發明連續擠出蜂窩狀脫硝催化劑制備方法通過將現有連續擠出工藝的連續切割分解為兩個切割步驟，并把這兩個切割步驟全部放置在擠出與干燥之間，從而大幅降低了運行能耗，降低了原材料成本。
[0029]以單位長度Im的催化劑單元為例，其截面為0.15mX0.15m,按照年產IOOOOm3催化劑的制造廠估算，不考慮廢品率，需生產444444根催化劑單元，每個單元的兩個端部各產生一個廢料，按現有技術要產生888888個端部廢料，每個端部廢料的長度按3mm計算，共產生60m3的廢料，若考慮到現有生產線的普遍成品率為90%左右，即年產IOOOOm3催化劑的生產線的實際有效催化劑生產量為9000m3，廢料的比例為60/9000 X 100%=0.67%，而本項目技術中將這部分廢料全部回用，幾乎無廢料產生，降低了資源消耗，減少了對環境的影響。同時由于端部廢料沒有在干燥、煅燒流程中流轉，增加出力(0.03+0.03)/l*10000=600m3,比例為 600/9000 X 100%=6.77%。
[0030]相比現有技術，本發明的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法具有如下有益效果:
[0031]1、幾乎無廢料產生，降低了資源消耗，減少了對環境的影響。對于端部廢料而言，本項目技術是提升了 100%。
[0032]2、增加了 6.77%的產能，降低了 6.77%的能耗，降低了 0.67%的原材料消耗，按照年產IOOOOm3催化劑生產線計算，使用該制備方法可以再利用廢料60m3約180萬元人民幣；提高產能6.77%可創造1800萬產值；節約能耗6.77%約60萬元人民幣。經濟和社會效益非常顯著。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1為本發明蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法流程圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合實施例對本發明作進一步說明本，但本發明的保護范圍不限于此:
[0035]實施例1
[0036]將660g 二氧化鈦、5g五氧化二釩、35g三氧化鎢和300g助劑混合后攪拌均勻得到混合液，其中助劑為3g羧甲基纖維素、3g聚氧乙烯、1.5g單乙醇胺、6g乳酸、36g玻璃纖維、
1.5g硬脂酸、57g氨水和192g除鹽水。將上述混合物加入到混煉機進行混煉，從而得到水分含量為28%的泥料a，將泥料a進行過濾預擠出，濾去混料過程中帶入的各種雜質，得到濾料，所采用的濾網直徑650?750mm,開設若干小孔,單孔3.5mmX 0.7mm長方形孔。將濾料再次堆置陳腐，得到泥料b，泥料b的水分含量為28%。將泥料b經真空連續擠出成型并在連續擠出過程中進行切割，切割得到端部為不規則形狀的濕胚，其長度為最終催化劑單元長度的1.1倍。由于切割是在連續擠出時的進行的切割，此時濕胚不斷的被后續擠出的濕料推動往前運動，而刀具則沿垂直于濕胚斷面的方向運動，因此會在濕胚移動的方向形成一個斜面，同時由于這時候濕胚比較軟，含水率為28%，而切割所采用的刀具為剛性材料制成的，上述兩者構成相互運動時，會在刀具接觸濕胚的瞬時對濕胚表面形成擠壓，從而形成一個弧形的表面，以Im長的催化劑單元為例，這部分不規則形狀所占的長度至少為每側3mm，現有技術中這些不規則的都得經過II級干燥后煅燒，而后切割形成廢料，既占據了產能又增加了原料消耗。本實施例中，將所述端部為不規則形狀的濕胚在干燥前再次進行切割，分別得到具有規則端面定長濕胚和端部廢料，得到的規則端面定長濕胚的長度為最終催化劑單元長度的1.035?1.045倍，將所述規則端面定長濕胚經過II級干燥后煅燒，I級干燥后的水分含量為14.5?15.5%，II級干燥后的水分含量為1.8?2.2%，煅燒溫度為600°C，煅燒時間為30h，得到催化劑單元。
[0037]端部廢料混入泥料a中，回收利用。為了得到平整的斷面，采取了 2個經實踐證明非常有效的措施，其一是將濕胚處于靜置狀態，刀具相對濕胚斷面做垂直運動，確保不生產斜面，其二是讓刀具進行高速旋轉，以消除刀具在與濕胚接觸瞬時產生的擠壓，所采用的刀具為高速旋轉的鑰絲，鑰絲的直徑不能太粗，太粗會產生弧面，也不能太細，太細則在高速旋轉中發熱導致斷裂，經試驗鑰絲直徑為0.3mm，旋轉速度為700rpm時可以取得較好的效果O
[0038]本制備方法在催化劑生產的真空連續擠出工藝后，對濕胚催化劑直接進行兩個端面的精度切割，切割好的催化劑在經過兩次干燥及一次煅燒后直接達到成品要求。切割后的端面廢料回到過濾預擠出工藝同其它物料通過過濾預擠出機預擠后，達到生產工藝要求繼續擠出成成品催化劑。整個生產過程中無廢料產生，并且連續進行。
[0039]此制備方法在充分利用工藝廢料的同時，提高了生產效率，降低了生產能耗。同時也減少了原有催化劑生產工藝中干料切割造成的粉塵污染。
【權利要求】
1.一種蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:所述的制備方法包括以下步驟: 1)將二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢和助劑混合后攪拌均勻得到混合液； 2)對所述混合液進行混煉以及堆置陳腐，得到泥料a； 3)將所述泥料a進行過濾預擠出，得到濾料，將濾料再次堆置陳腐，得到泥料b； 4)將泥料b經真空連續擠出成型并在連續擠出過程中進行切割，得到端部為不規則形狀的濕胚； 5)將所述端部為不規則形狀的濕胚再次進行切割，分別得到具有規則端面定長濕胚和端部廢料； 6)將所述規則端面定長濕胚經過一級或多級干燥后煅燒，得到催化劑單元； 7)將所述端部廢料混入步驟2)中泥料a中，回收利用。
2.根據權利要求1所述的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中二氧化鈦、五氧化二銀、三氧化鶴和助劑的重量份數依次為60?70份、0.5?I份、I?5份和25?35份。
3.根據權利要求1或2所述的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟O的助劑是重量份數為I?5份羧甲基纖維素、I?5份聚氧乙烯、0.5?I份單乙醇胺、2?5份乳酸、12?15份玻璃纖維、0.5?I份硬脂酸、19?25份氨水和64?70份除鹽水。
4.根據權利要求1所述的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟2)得到泥料a的水分含量為26.5?29%。
5.根據權利要求1所述的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟3)得到泥料b的水分含量為26.5?29%。
6.根據權利要求1所述的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟4)進行切割時，得到端部為不規則形狀的濕胚的長度為步驟6)所得催化劑單元長度的1.1倍以上。
7.根據權利要求1所述的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟5)中對端部為不規則形狀的濕胚進行切割時，所采用的刀具為高速旋轉的鑰絲，鑰絲直徑為0.25?0.40mm,旋轉速度為500?800rpm。
8.根據權利要求1或7所述的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟5)進行切割時，得到的規則端面定長濕胚的長度為步驟6)所得催化劑單元長度的1.005?1.008 倍。
9.根據權利要求1所述的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟6)規則端面定長濕胚經過II級干燥，I級干燥后的水分含量為14.5?15.5%，II級干燥后的水分含量為1.8?2.2%ο
10.根據權利要求1所述的蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟6)的煅燒溫度為600?620°C，煅燒時間為20?40h。
【文檔編號】B01D53/56GK103752347SQ201410038635
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優先權日:2014年1月26日
【發明者】徐海濤, 沈凱, 周長城, 沈毅, 王行思, 宋靜, 朱孝強 申請人:南京宇行環保科技有限公司