低溫脫硝催化材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于催化劑技術領域，主要涉及一種蜂窩狀Mn-CeAlO2-Mg 2Al4Si5O18低溫 脫硝催化材料的制備方法
【背景技術】
[0002] 目前大氣污染已經成為十分嚴重的社會問題，霧霾天氣不斷加劇，這與工廠排放 的大量污染氣體是密不可分的，治理大氣污染已經刻不容緩。其中氮氧化物污染作為大氣 污染中的重要組成部分會引起酸雨等極端天氣，目前治理氮氧化物的主流方法SCR，選擇性 催化還原，而SCR中催化材料的投資占到總投資的40%左右，所以脫硝催化材料的研發十 分重要
[0003] 目前市場上的脫硝催化材料以釩鎢鈦體系為主，釩鎢鈦體系催化材料比較適應電 廠的煙氣條件，煙氣溫度在300?400°C。而水泥廠等低溫窯爐中的氮氧化物治理尚未有合 適的催化材料，水泥廠每年排放的氮氧化物占全部氮氧化物的十分之一左右，排放量十分 巨大，所以研發使用于低溫煙氣條件150?250°C的催化材料十分迫切，由于釩鎢鈦體系催 化劑中的釩有毒，其體系催化材料在國外已經禁止使用，所以通過改性釩鎢鈦體系催化劑 使其具有低溫活性不是一個合適的選擇，沒有市場前景，所以研制無毒無害低溫催化材料 刻不容緩。
[0004] 錳鈰鈦體系催化材料由于具有良好的低溫活性成為低溫煙氣脫硝催化方面合適 的選擇，但目前的錳鈰鈦體系催化材料的研究還僅限于實驗室階段，無法實現工業化生產。 主要原因有錳鈰鈦體系催化成型性能差，錳鈰鈦體系中用到的原料大多為硝酸鹽，結晶水 多，在干燥燒成階段，硝酸鹽分解，失去結晶水，造成催化材料質量損失大，在20%?30% 左右，干燥燒成收縮量大，在7 %?10 %左右，這就造成錳鈰鈦體系催化材料十分容易變 形，易開裂強度低，無法滿足工業化使用；其次由于在工業化生產中會在催化材料中加入多 種成型助劑，在傳統的煉泥、成型、干燥、一次燒成工藝中，由于成型助劑的分解反應和催化 材料的活性物質反應同步進行，容易相互干擾，造成催化材料燒成后脫硝率無法達到要求； 同時降低催化材料的制造成本同樣重要，目前市場上生產釩鎢鈦體系催化材料的企業大都 沒有利潤，嚴重影響行業的生產積極性，所以在制造催化過程中合理控制成本十分重要。
【發明內容】
[0005] 針對以上問題本發明通過二次煅燒工藝，使催化材料活性物質的化學反應和催化 材料的質量損失在一次煅燒中完成，二次煅燒時催化材料的失重和收縮很小，不會導致催 化材料的變形和開裂；由于催化材料活性物質和成型助劑反應不相互干擾，不會降低催化 材料的脫硝率；而且通過二次可以降低催化材料總煅燒時間，第一次煅燒只需要使催化材 料具有脫硝活性，所以可以快燒，二次煅燒時由于沒有很大的失重和收縮，也可以快燒，t匕 傳統的一次煅燒為防止催化材料開裂而緩慢升溫相比，二次煅燒工藝降低了總的煅 燒時間，節約了成本，有利于工業化生產。
[0006] 為實現以上目的，本發明采用了以下方案。
[0007] -種蜂窩狀Mn-CeztiO2-Mg2Al4Si 5OliJg溫脫硝催化材料的制備方法，其特征在于 制備方法由一次煅燒和二次煅燒兩步工藝組成
[0008] 一次煅燒
[0009] 在混料器中，加入去離子水，將銳鈦礦型納米級1102和120目Mg Al4Si5O1JA混合 物，Mn(Ac)2 · 4H20和硝酸鹽按質量比1 :0. 3?0. 5 :0. 1?0. 2加入到混料器中，1102和 Mg2Al4Si5O18W混合物中110 2和Mg2Al4Si5O18的質量比為1:1，所述硝酸鹽為Ce、Fe、Co、Ni、 Gu的硝酸鹽的一種或幾種；待混料器中的泥料為泥漿狀，經過干燥、煅燒450°C 5h后破碎成 為粉末狀催化材料。
[0010] 二次煅燒
[0011] 稱取一次煅燒后的粉末狀催化材料100kg，加入成型助劑3?8kg，加入潤滑劑 1?3kg，加入玻璃纖維5?15kg，加入表面活性劑0. 5?2kg，加入粘結劑10?20kg，加入 去離子水4?12kg經過攪拌、過濾預擠出、真空煉泥為均勻圓柱型料坯、陳腐2?3天、擠 出成型、干燥、再次450°C煅燒5h成為蜂窩狀催化材料。
[0012] 如上所述的催化材料的橫截面尺寸為150X 150mm，孔徑為6?12mm，壁厚為 0· 8mm ?2. 2mm〇
[0013] 如上所述的制備方法中，二次煅燒中加入的成型助劑為羥丙基甲基纖維素粘度為 5000 ?20000Pa. s。
[0014] 如上所述的制備方法中，二次煅燒中加入的潤滑劑為甘油、豆油、桐油中的一種或 幾種。
[0015] 如上所述的制備方法中，二次煅燒中加入的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、季 銨化物、卵磷脂、脂肪酸甘油酯、聚醚多元醇中的一種或幾種。
[0016] 如上所述的制備方法中，二次煅燒中加入的粘結劑為硅溶膠其濃度為20 %? 40% wt〇
[0017] 本發明由于采用以上技術方案，所以具有以下優點：
[0018] 1.經過二次煅燒工藝制備的催化材料干燥燒成收縮小，催化材料不易變形形狀完 好，不開裂，強度高，適用于工業化應用。
[0019] 2.經過本工藝制備的催化材料具有良好的低溫活性，脫硝率在150°C?280°C范 圍內達到90%以上。
[0020] 3.本方法總燒成時間短，能耗少，生產周期短，提高了生產效率，降低了成本。
【具體實施方式】：
[0021] 實施例一
[0022] 一次煅燒
[0023] (1) -次煅燒
[0024] 在混料器中，加入去離子水，將銳鈦礦型納米級1102和120目Mg 41私5018的混 合物，Mn (Ac) 2 · 4H20和Ce (NO3) 3 · 6H20按質量比1 :0· 3 :0· 1加入到混料器中，1102和 Mg2Al4Si5O18W混合物中TiO 2和Mg 2Al4Si5018的質量比為1:1，攪拌lh，待混料器中的泥料為 泥漿狀，經過干燥、煅燒450°C 5h后破碎成為粉末狀催化材料。
[0025] (2)二次煅燒
[0026] 稱取一次煅燒后的粉末狀催化材料100kg，加入粘度為IOOOOPa. s羥丙基甲基纖 維素3kg，加豆油lkg，加入玻璃纖維5kg，加入脂肪酸甘油酯0. 5kg，加入40% wt硅溶膠 IOkg，加入去離子水12kg經過攪拌、過濾預擠出、真空煉泥為均勻圓柱型料坯、陳腐2天、擠 出成型、干燥，再次450°C煅燒5h成為蜂窩狀催化材料。
[0027] 實施例二
[0028] 一次煅燒
[0029] (1) -次煅燒
[0030] 在混料器中，加入去離子水，將