一種水泥窯爐煙氣scr脫硝催化劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種水泥窯爐煙氣SCR脫硝催化劑的制備方法，該種脫硝催化劑在煙 氣溫度200~280°C之間仍然具有良好的氮氧化物去除率和抗水抗硫性能，屬于催化技術 領域。
【背景技術】
[0002] 隨著"十二五"期間國家對氮氧化物排放的控制越來越嚴格，單純的低氮燃燒技術 已無法滿足現行排放標準的要求，選擇性催化還原（SCR)技術因其高效可靠的脫硝性能已 開始在國內燃煤電廠應用。SCR的主要原理是以NH 3為還原劑，在脫硝催化劑的作用下，選 擇性地將NOx還原成N2。
[0003] 目前應用最廣泛的是高溫催化劑，由于其催化劑活性溫度較高，范圍在300~ 430°C左右，因而在火電廠應用采用高含塵布置方式，即布置在鍋爐省煤器之后、空預器之 刖。
[0004] 水泥窯爐排放的氮氧化物占到國內氮氧化物排放總量的很大一部分，是僅次于火 電廠的排放源，根據對水泥窯爐煙氣的分析，有如下特點：
[0005] (1)水泥窯爐排放的煙氣溫度通常在200°C~280°C之間波動。
[0006] (2)水泥窯爐排放的煙氣中的粉塵濃度基本上在100g/Nm3至200g/Nm 3之間變化。
[0007] (3)水泥窯爐排放煙氣的含濕量較大，通常在15%~20%之間波動。
[0008] 綜上所述，水泥窯爐的煙氣溫度相對較低，大多在200~280°C之間，所處的煙氣 環境條件比較惡劣，如粉塵濃度較高、煙氣的含濕量較大、重金屬濃度較高等，使得催化劑 處于易磨損、易堵塞、易中毒的條件下，使得催化劑需要頻繁的口常維護（如吹灰清潔），并 大大縮短了使用壽命，增大了運行成本，目前還沒有適用于水泥窯爐排放煙氣脫硝催化劑。
【發明內容】
[0009] 本發明針對上述問題，提供一種水泥窯爐煙氣SCR脫硝催化劑的制備方法，該種 催化劑在煙氣溫度200~280°C之間仍然具有良好的氮氧化物去除率和抗水抗硫性能。為 實現SCR脫硝技術在水泥窯爐煙氣溫度在200~280°C之間的領域的應用提供相應的脫硝 催化劑。
[0010] 按照本發明提供的技術方案，一種水泥窯爐煙氣SCR脫硝催化劑的制備方法，按 重量份計制備步驟如下：
[0011] (1)偏釩酸銨溶液的制備：稱取偏釩酸銨6~10份，在50~60°C將稱取的偏釩酸 錢攪拌溶解于含有3~6. 5份乙醇胺的水溶液中，乙醇胺的水溶液濃度為6~7g/mL ;
[0012] (2)硝酸鋅溶液的制備：取硝酸鋅11~15份溶解于50~70份的水中；
[0013] (3) -次混合：稱取鈦鎢鑰粉60~85份，在其中加入2~3份烷基磺酸鈉鹽，70~ 80份去離子水，加熱到95~KKTC，保持恒溫的同時攪拌10~30min使混合物成顆粒狀， 再在其中加入20~30份不銹鋼纖維，攪拌均勻后加入步驟（1)制備的偏釩酸銨溶液、步驟 ⑵制備的硝酸鋅溶液和10~20份水性增黏樹脂，混合后加熱到95~100°C，保持恒溫同 時攪拌均勻至混合物成顆粒狀，形成一次微結構；
[0014] ⑷一次壓出干燥和鍛燒：將步驟⑶得到的一次微結構在熱壓機上壓成條塊狀； 將其在90~KKTC條件下干燥24~36h，然后在450~50(TC條件下鍛燒2~3h，得到鍛 燒后的固體；
[0015] (5)二次混合：將步驟（4)得到的固體粉碎，在其中加入10~20份丙烯酸改性聚 氨酯乳液，6~10份烷基苯磺酸鈉鹽，攪拌均勻至混合物成顆粒狀，形成二次微結構；
[0016] (6)二次壓出干燥和鍛燒：將步驟（5)得到的二次微結構在前端裝有催化劑模具 的熱壓機上進行熱壓成蜂窩狀固體；將其在90~100°C條件下干燥18~24h，最后在600~ 800°C條件下鍛燒2~3h，得到產品適用于水泥窯爐煙氣的SCR脫硝催化劑。
[0017] 所述產品中的有效成分配方比例按重量份計如下：Ti0250~60份，WO 3Il~20份， M〇0320~30份，V2055~10份，硝酸鋅1~5份，不銹鋼纖維2~10份。
[0018] 所述鈦鎢鑰粉中三氧化鑰的含量為9%~12%，經過表面羥基改性處理，BET比表 面積小于60m 2/g，X射線衍射峰高大于160mm。
[0019] 本發明制備的催化劑孔徑不小于3. 2_，經二次干燥和鍛燒后形成二次微結構和 合理的孔徑分布，在制備過程中加入丙烯酸改性聚氨酯乳液以及烷基苯磺酸鈉鹽等使壓出 成型時壓力小，表面光滑，摩擦系數小，不利于粉塵在催化劑表面的附著，減少了蜂窩式催 化劑在高含塵煙氣條件下的堵灰和中毒風險，添加的硝酸鋅也進一步提高了催化劑的抗中 毒能力。通過添加催化劑助劑W0 3、MoO3及稀土元素，將助劑原子滲透到鈦白粉晶格中，形 成Ti-W/Μο/Μ-Ο固溶體，改善了催化劑的耐磨性能，同時提高了催化劑的低溫活性并拓寬 了 SCR反應的活性溫度區間，適應了燒結機煙氣100~150°C的溫度范圍，因此，使用該方法 制備的蜂窩式催化劑在煙氣含塵量高達60~150g/Nm 3時仍然具有良好的氮氧化物去除率 和抗灰堵抗中毒性能，提高了脫硝催化劑在高含塵煙氣條件下的適應性，實現脫硝催化劑 技術在高含塵煙氣條件下的突破。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0021] 以下實施例中偏釩酸銨購自大連銀河金屬材料有限公司；乙醇胺購自淄博萊沃化 工有限公司；硝酸鋅購自國藥集團化學試劑有限公司；鈦鎢鑰粉購自四川華鐵釩欽科技股 份有限公司；烷基磺酸鈉鹽購自上海磊柯化工有限公司；不銹鋼纖維購自南京興興纖維制 品有限公司；丙烯酸改性聚氨酯乳液購自無錫市康衡化學品有限公司；烷基苯磺酸鈉鹽購 自上海庫偉貿易有限公司。
[0022] 實施例1
[0023] 一種水泥窯爐煙氣SCR脫硝催化劑的制備方法，包括以下工藝步驟：
[0024] (1)偏釩酸銨溶液的制備：稱取偏釩酸銨6kg，在50°C時將稱取的偏釩酸銨攪拌溶 解于3kg乙醇胺的水溶液中，乙醇胺的水溶液濃度為6g/mL ;
[0025] (2)硝酸鋅溶液的制備：取Ilkg硝酸鋅溶解于50L的去離子水中；
[0026] (3) -次混合：稱取含三氧化鑰質量9%的鈦鎢鑰粉60kg，在其中加入2kg烷基磺 酸鈉鹽，70L去離子水，加熱到95°C，保持恒溫同時攪拌10分鐘使混合物成顆粒狀，再在其 中加入20kg不銹鋼纖維，攪拌均勻后加入步驟（1)中制備的偏釩酸銨溶液，步驟（2)中制 備的硝酸鋅溶液，IOkg水性增黏樹脂，加熱到95°C，保持恒溫同時攪拌均勻至混合物成顆 粒狀；
[0027] (4) -次壓出干燥和鍛燒：將步驟（3)得到的固體在壓機上進行簡單壓成條塊狀； 在90°C條件下干燥24小時；然后在450°C條件下鍛燒2小時；
[0028] (5)二次混合：將步驟⑷得到的固體粉碎，在其中加入IOkg丙烯酸改性聚氨酯 乳液，6kg烷基苯磺酸鈉鹽，攪拌均勻至混合物成顆粒狀；
[0029] (6)二次壓出干燥和鍛燒：將步驟（5)得到的固體在前端裝有孔徑為3. 2mm的熱 壓機上進行熱壓成蜂窩狀；在90°C條件下干燥18h，最后在600°C條件下鍛燒2h，得到產品 適用于水泥窯爐煙氣的SCR脫硝催化劑。
[0030] 其中，TiO2重量在催化劑總重量中占58. 5%，WO3重量在催化劑總重量中占 14. 5%，MoO3重量在催化劑總重量中占12%，V2O5重量在催化劑總重量中占8%，硝酸鋅重 量在催化劑總重量中占1. 5%，不銹鋼纖維重量在催化劑總重量中占5. 5%。
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