SCR脱硝催化剂及其制备方法

摘要

本申请公开了一种SCR脱硝催化剂，包括基体材料以及掺杂于基体材料中的助剂，其中，基体材料包括从玻璃炉窑产生的粉尘中提纯获取的粉体，还包括掺杂于该粉体中的二氧化钛。本申请还公开了一种催化材料的合成方法，包括：（1）、对玻璃炉窑产生的粉尘进行清洗，除去可溶解于水的杂质；（2）、将粉尘搅拌溶解在稀硝酸或稀盐酸中，同时加入二氧化钛，至少除去粉尘中的氧化钾和氧化钠；（3）、提取未溶解的沉淀物；（4）、干燥、焙烧、粉碎，获得原材料粉体。本发明能够解决玻璃厂炉窑产生的粉尘的处理，做到了资源的循环使用，拓宽了SCR脱硝催化剂制造企业原材料供应渠道。所制备的SCR脱硝催化剂在抗硫性、抗碱性金属中毒、抗磨性方面均得到提高。

权利要求

1.一种SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括：(1)、利用去离子水去除玻璃炉窑产生的粉尘中可溶解于水的杂质；

(2)、在搅拌条件下，采用稀硝酸或稀盐酸溶解粉尘，搅拌速度为30～100r/min，清洗时间为2～5h，至少清洗掉粉尘中的氧化钾、氧化钠物质，搅拌过程中加入二氧化钛，二氧化钛的加入量为粉尘质量的80～90％；

(3)、提取未溶解的沉淀，利用孔径0.3～0.5μm的滤袋进行过滤收集提纯；

(4)、在100～150℃条件下干燥5～10h；

(5)、在350～500℃条件下焙烧2～5h；

(6)、粉碎，获得原材料粉体，产品平均粒径为1～3μm；

(7)、原材料粉体在稀硝酸或稀盐酸中溶解合成固溶体，原材料与稀硝酸或稀盐酸的质量比为10～30：70～90；

(8)、以固溶体作为基体材料，然后加入玻璃纤维、木浆、粘结剂、硅灰石、去离子水和氨水进行混合，其中，按照质量比，基体材料：玻璃纤维：木浆：粘结剂：硅灰石：去离子水：氨水＝50～65：5～8：1～5：0.5～2：1～3：20～30：5～10，混合的转速为300～500r/min，时间为5～8h；

(9)、依次过滤、挤出、干燥和焙烧，其中，过滤的压力3～5MPa，挤出的压力为4～6MPa，干燥条件为40～60℃，干燥时间为192～264h，焙烧温度为550～620℃，焙烧时间为30～

35h。

说明书

SCR脱硝催化剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本申请涉及脱硝催化剂制备领域，特别是涉及一种SCR（selective catalytic reduction）脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 玻璃炉窑粉尘主要为无机物，其中都以金属氧化物存在，在常规的处理方式中以被作为固废被丢弃，造成资源的浪费及未综合利用等。

[0003] 也有部分玻璃厂把这种粉尘作为水泥的混合添加材料进行使用。但考虑到玻璃厂与水泥厂区域差距及运输问题，这种处理方法不能被大量推广使用。

[0004] 这种粉尘被作为制作地砖的原材料，在制备工艺上可以实现，但是粉尘中含有五氧化二钒和其它重金属，对使用环境造成不利影响，所以不被推广使用。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种SCR脱硝催化剂及其制备方法，解决了玻璃厂炉窑粉尘的综合使用及拓宽了SCR催化剂制造企业原材料渠道。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0007] 本申请实施例公开一种SCR脱硝催化剂，包括基体材料以及掺杂于基体材料中的助剂，其中，

[0008] 基体材料包括从玻璃炉窑产生的粉尘中提纯获取的粉体，还包括掺杂于该粉体中的二氧化钛。

[0009] 优选的，在上述的SCR脱硝催化剂中，所述助剂为玻璃纤维、木浆、粘结剂和硅灰石的混合物。

[0010] 优选的，在上述的SCR脱硝催化剂中，按照质量比，玻璃纤维：木浆：粘结剂：硅灰石=5 8：1 5：0.5 2：1 3。~ ~ ~ ~

[0011] 优选的，在上述的SCR脱硝催化剂中，基体材料平均粒径为1 3μm。~

[0012] 本申请还公开了一种催化材料的合成方法，包括：

[0013] （1）、对玻璃炉窑产生的粉尘进行清洗，除去可溶解于水的杂质；

[0014] （2）、将粉尘搅拌溶解在稀硝酸或稀盐酸中，同时加入二氧化钛，至少除去粉尘中的氧化钾和氧化钠；

[0015] （3）、提取未溶解的沉淀物；

[0016] （4）、干燥、焙烧、粉碎，获得原材料粉体。

[0017] 优选的，在上述的催化材料的合成方法中，步骤（2）中，二氧化钛的加入量为粉尘质量的80% 90%。~

[0018] 优选的，在上述的催化材料的合成方法中，步骤（4）中，

[0019] 干燥条件为100 150℃，干燥时间为5 10h；~ ~

[0020] 焙烧条件为350 500℃，焙烧时间为2 5h；~ ~

[0021] 粉碎后的产品平均粒径为1 3μm。~

[0022] 优选的，在上述的催化材料的合成方法中，还包括：

[0023] （5）、原材料粉体溶解合成固溶体。

[0024] 优选的，在上述的催化材料的合成方法中，还包括：

[0025] （6）、以固溶体作为基体材料，然后加入玻璃纤维、木浆、粘结剂、硅灰石、去离子水和氨水进行混合；过滤、挤出、干燥和焙烧。

[0026] 相应的本申请还公开了一种SCR脱硝催化剂的制备方法，包括：

[0027] （1）、利用去离子水去除玻璃炉窑产生的粉尘中可溶解于水的杂质；

[0028] （2）、在搅拌条件下，采用稀硝酸或稀盐酸溶解粉尘，搅拌速度为30 100r/min，清~洗时间为2 5h，至少清洗掉粉尘中的氧化钾、氧化钠物质，搅拌过程中加入二氧化钛，二氧~
化钛的加入量为粉尘质量的80 90%；
~

[0029] （3）、提取未溶解的沉淀，利用孔径0.3 0.5μm的滤袋进行过滤收集提纯；~

[0030] （4）、在100 150℃条件下干燥5 10h；~ ~

[0031] （5）、在350 500℃条件下焙烧2 5h；~ ~

[0032] （6）、粉碎，产品平均粒径为1 3μm；~

[0033] （7）、原材料粉体溶解合成固溶体；

[0034] （8）、以固溶体作为基体材料，然后加入玻璃纤维、木浆、粘结剂、硅灰石、去离子水和氨水进行混合，其中，按照质量比，基体材料：玻璃纤维：木浆：粘结剂：硅灰石：去离子水：氨水=50 65：5 8：1 5：0.5 2：1 3：20 30：5 10，混合的转速为300 500r/min，时间为5 8h；
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

[0035] （9）、依次过滤、挤出、干燥和焙烧，其中，过滤的压力3 5MPa，挤出的压力为4~ ~6MPa，干燥条件为40 60℃，干燥时间为192 264h，焙烧温度为550 620℃，焙烧时间为30~ ~ ~ ~
35h。

[0036] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明由于对基体材料二氧化钛和活性成分五氧化钒进行了合成，所以提高了所制备的SCR脱硝催化剂的抗硫性及抗碱性金属中毒的能力；在基体材料中含有二氧化硅，提高了所制备的SCR脱硝催化剂的耐磨性，提高了催化剂的机械使用寿命。

附图说明

[0037] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0038] 图1所示为本发明具体实施例中SCR脱硝催化剂的制备流程图。

具体实施方式

[0039] 结合图1所示，本工艺方案通过对玻璃炉窑粉尘进行清洗、溶解、沉淀、提纯、干燥、焙烧及粉碎等，在溶解过程中加入二氧化钛，二氧化钛的加入量为质量百分比80 90%，相对~固体粉尘，制备SCR脱硝催化剂所需要的原材料粉体。

[0040] 在上述技术方案中，清洗的目的是利用去离子水去除粉尘中可溶解于水的杂质。

[0041] 在上述技术方案中，溶解采用稀硝酸或稀盐酸，溶解的目的是清洗掉粉尘中的氧化钾、氧化钠等物质，清洗的手段为在桶中搅拌清洗，搅拌速度为30 100r/min，清洗时间为~2 5h。
~

[0042] 在上述技术方案中，沉淀就是未溶解的五氧化二钒、二氧化硅、二氧化钛沉淀到溶液底部；提纯就是提取未溶解的五氧化二钒、二氧化硅、二氧化钛等，利用孔径0.3 0.5μm的~滤袋进行过滤收集提纯。

[0043] 在上述技术方案中，干燥条件为100 150℃，干燥时间为5 10h，焙烧条件为350~ ~ ~500℃，焙烧时间为2 5h。粉碎后的产品粒度为平均粒径为1 3μm，最大粒径为4 6μm。
~ ~ ~

[0044] 所获得的原材料粉体主要为五氧化二钒、二氧化硅、二氧化钛等，为SCR脱硝催化剂制备所需最主要的原材料。

[0045] 这种原材料粉体在稀硝酸或稀盐酸中溶解，合成制备出固溶体结构的物质，其晶型稳定，提高了所制备的SCR脱硝催化剂的抗硫性及抗碱性金属中毒的能力。其中原材料粉体与稀硝酸或稀盐酸的质量比为10 30：70 90。~ ~

[0046] 脱硝催化剂的制备方法是以上述固溶体作为基体材料，上述基体材料含有活性材料五氧化二钒，同时加入玻璃纤维、木浆、粘结剂、硅灰石、去离子水及氨水等进行混合、过滤、挤出、干燥及焙烧。

[0047] 在上述技术方案中，按照质量比，基体材料：玻璃纤维：木浆：粘结剂：硅灰石：去离子水：氨水=50 65：5 8：1 5：0.5 2：1 3：20 30：5 10。~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

[0048] 在上述技术方案中，混合的转速为300 500r/min，时间为5 8h；过滤的压力3~ ~ ~5MPa，挤出的压力为4 6MPa，干燥条件为40 60℃，干燥时间为192 264h，焙烧温度为550~ ~ ~ ~
620℃，焙烧时间为30 35h。
~

[0049] 本技术方案能够较好的解决玻璃厂炉窑产生的粉尘的处理，做到了资源的循环使用，同时拓宽了SCR脱硝催化剂制造企业原材料供应渠道。所制备出的SCR脱硝催化剂在抗硫性、抗碱性金属中毒、抗磨性方面均得到提高。

[0050] 本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

[0051] 实施例1

[0052] SCR脱硝催化剂的制备方法，包括：

[0053] （1）、利用去离子水去除玻璃炉窑产生的粉尘中可溶解于水的杂质；

[0054] （2）、在搅拌条件下，采用稀硝酸溶解粉尘，搅拌速度为30r/min，清洗时间为4h，至少清洗掉粉尘中的氧化钾、氧化钠物质，搅拌过程中加入质量比为88%的二氧化钛；

[0055] （3）、提取未溶解的沉淀，利用孔径0.3μm的滤袋进行过滤收集提纯；

[0056] （4）、在120℃条件下干燥8h；

[0057] （5）、在450℃条件下焙烧4h；

[0058] （6）、粉碎，产品平均粒径为2μm；

[0059] （7）、原材料粉体溶解合成固溶体；

[0060] （8）、以固溶体作为基体材料，然后加入玻璃纤维、木浆、粘结剂、硅灰石、去离子水和氨水进行混合，其中，按照质量比，基体材料：玻璃纤维：木浆：粘结剂：硅灰石：去离子水：氨水= 60：6：2：1： 2：23：6，混合的转速为350r/min，时间为6h；

[0061] （9）、依次过滤、挤出、干燥和焙烧，其中，过滤的压力4MPa，挤出的压力为4MPa，干燥条件为60℃，干燥时间为200h，焙烧温度为600℃，焙烧时间为30h。

[0062] 对获得的SCR脱硝催化剂的性能进行测试，其中，模拟测定的火电厂烟气成分参表1，氮氧化物的去除率参表2 5。
~

[0063] 表1 模拟测定的火电厂烟气成分

[0064]气体 NO NH3 SO2 H2O 质量浓度为Na2O的粉尘 O2 N2
体积分数% 0～0.10 0～0.10 0.02～0.1 16 30-50g/m3 5.00 94.75

[0065] 表2 氮氧化物的去除率

[0066]

[0067] 测试条件：空速10000h-1，NH3/NOx=1，1000ppmNO，0.02vol%SO2，5vol%O2，16vol%H2O[0068] 表3 氮氧化物的去除率

[0069]

[0070] 测试条件：空速10000h-1，NH3/NOx=1，1000ppmNO，5vol%O2，0.1vol%SO2，16vol%H2O[0071] 表4氮氧化物的去除率

[0072]

[0073] 测试条件：空速10000h-1，NH3/NOx=1，1000ppmNO，5vol%O2，0.1vol%SO2，16vol%H2O[0074] 表5氮氧化物的去除率

[0075]

[0076] 测试条件：空速10000h-1，NH3/NOx=1，1000ppmNO，5vol%O2，0.1vol%SO2，16vol%H2O[0077] 在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

[0078] 最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。