一种适用于催化剂的微波干燥及焙烧方法与流程

本申请涉及催化剂再生，具体而言，涉及一种适用于催化剂的微波干燥及焙烧方法。

背景技术：

1、在scr脱硝催化剂的再生与制备工艺中，活性组分浸渍后的干燥与焙烧是决定催化剂最终性能的关键步骤。现有技术通常采用热风干燥与马弗炉焙烧的分步处理方式，这种由外向内的传热模式存在根本性缺陷：在干燥阶段，水分的蒸发会在催化剂内部形成由内向外的毛细压力梯度，迫使活性组分前驱体溶液随溶剂迁移并富集于催化剂外表面，造成“外迁”现象，导致活性组分在截面上分布严重不均；在后续的焙烧阶段，不均匀的加热和较长的高温停留时间易引发活性组分晶粒的团聚与粗化，降低了催化剂的比表面积和活性位点暴露度。因此，亟需一种能够抑制前驱体外迁、实现活性组分高分散负载的一体化处理方法。

技术实现思路

1、本申请实施例至少提供一种适用于催化剂的微波干燥及焙烧方法，能够实现活性组分在催化剂截面上的均匀分布，同时抑制活性氧化物晶粒在高温下的异常长大与团聚，大幅提升活性组分的分散度与比表面积。

2、本申请实施例提供了一种适用于催化剂的微波干燥及焙烧方法，包括：

3、将浸渍有活性组分前驱体溶液的催化剂置于微波处理腔体内；

4、利用微波对所述催化剂进行加热；

5、其中，所述微波的加热过程包括干燥阶段和焙烧阶段；

6、在所述干燥阶段时，利用微波的体积加热效应使所述催化剂内部的水分汽化，并通过实时调控微波功率和排风速度，维持芯部温度高于表面温度的反向温度梯度；

7、在所述焙烧阶段时，通过提升微波功率和增大排风速度，并以脉冲波模式加热所述催化剂，使前驱体热分解为活性氧化物。

8、一种可选的实施方式中，所述调控微波功率和排风速度，包括：

9、将所述催化剂的芯部温度与表面温度的温差与预设的梯度阈值进行比对；

10、当所述温差低于所述梯度阈值时，则降低微波功率和/或增大排风速度，以维持所述芯部温度高于所述表面温度的反向温度梯度。

11、一种可选的实施方式中，所述干燥阶段分为低温干燥子阶段和深度干燥子阶段；

12、在所述低温干燥子阶段时，微波功率为第一功率，排风速度以第一速度；

13、在所述深度干燥子阶段时，微波功率为低于第一功率的第二功率，排风速度为低于第一速度的第二速度。

14、一种可选的实施方式中，在所述低温干燥子阶段时，同步监测所排出气体的湿度，并根据所述湿度的变化情况调控微波功率和排风速度，以切换至所述深度干燥子阶段。

15、一种可选的实施方式中，所述根据所述湿度的变化情况调控微波功率和排风速度，包括：

16、将所述湿度与预设的湿度阈值进行比对；

17、当所述湿度低于所述湿度阈值时，则降低微波功率和排风速度，以切换至所述深度干燥子阶段。

18、一种可选的实施方式中，在所述干燥阶段时，同步监测所排出气体中特征气体的浓度，并根据所述浓度调控微波功率和排风速度，以切换至所述焙烧阶段。

19、一种可选的实施方式中，所述根据所述浓度调控微波功率和排风速度，包括：

20、将所述浓度的变化率与预设的速率阈值进行比对；

21、当所述浓度的变化率超过所述速率阈值时，则确定所述干燥阶段到达终点，并提升微波功率以及增大排风速度，以切换至所述焙烧阶段。

22、一种可选的实施方式中，在所述干燥阶段时，同步监测所排出气体中特征气体的浓度，并根据所述浓度确定加热终点。

23、一种可选的实施方式中，所述根据所述浓度确定加热终点，包括：

24、在所述浓度的变化率由正转负后，将所述浓度与预设的浓度阈值进行比对；

25、当所述浓度低于所述浓度阈值时，则判定加热过程到达终点。

26、一种可选的实施方式中，在所述焙烧阶段，同步向所述微波处理腔体内通入冷介质气体，对所述催化剂的表面进行冷却。

27、本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

28、本申请实施例的适用于催化剂的微波干燥及焙烧方法，利用微波对催化剂进行干燥和焙烧。并且，在干燥阶段，通过构建由内向外的反向温度梯度，驱动水分沿孔道由芯部向表面迁移，能够有效抑制传统干燥过程中因表面快速蒸发导致的毛细压力梯度，从而避免活性组分前驱体随溶剂向外迁移的现象，实现活性组分在催化剂截面上的均匀分布；在焙烧阶段，通过引入脉冲微波加热与强排风协同调控，利用间歇性热冲击促进前驱体均匀成核，显著抑制活性氧化物晶粒在高温下的异常长大与团聚，大幅提升活性组分的分散度与比表面积，最终获得高活性、高稳定性的催化剂结构。

29、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

1.一种适用于催化剂的微波干燥及焙烧方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调控微波功率和排风速度，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥阶段分为低温干燥子阶段和深度干燥子阶段；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述低温干燥子阶段时，同步监测所排出气体的湿度，并根据所述湿度的变化情况调控微波功率和排风速度，以切换至所述深度干燥子阶段。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述湿度的变化情况调控微波功率和排风速度，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述干燥阶段时，同步监测所排出气体中特征气体的浓度，并根据所述浓度调控微波功率和排风速度，以切换至所述焙烧阶段。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述浓度调控微波功率和排风速度，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述焙烧阶段时，同步监测所排出气体中特征气体的浓度，并根据所述浓度确定加热终点。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述浓度确定加热终点，包括：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述焙烧阶段，同步向所述微波处理腔体内通入冷介质气体，对所述催化剂的表面进行冷却。