一种锆基-稀有金属脱硝催化剂及其生产方法与流程

1.本发明涉及催化剂技术领域，具体而言，涉及一种锆基-稀有金属脱硝催化剂及其生产方法。


背景技术：

2.我国scr（selective catalytic reduction，选择性催化还原法）催化剂的主要市场集中在火电厂和汽车尾气处理两个领域。在火电厂领域，虽然水电和核电发展技术逐渐成熟，国家也积极建设新的低污染甚至无污染发电，但是对于中国这种耗电大国，火力发电依然占比较大，所以脱硝催化剂的使用量较大。
3.在多种烟气脱硝技术中以scr方法被认为是最有效的烟气脱硝方法。催化剂的选择是scr技术的重点，不同的催化剂所需的反应温度不同，所表现出的催化效率也不同。低温、高效的scr催化剂一直以来都是研究的热点。目前应用较为广泛的scr催化剂活性材料有贵金属和金属氧化物两大类，用作scr催化剂的载体材料通常采用比表面积较大的材料，如活性炭、金属氧化物、分子筛。但是，现有技术中的脱硝催化剂存在生产工艺复杂，催化效率不高、生产设备购置费用较高以及生产周期较长等缺陷。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种锆基-稀有金属脱硝催化剂及其生产方法，能够有效降低锆基-稀有金属脱硝催化剂的生产成本，并提高锆基-稀有金属脱硝催化剂的催化效率。
5.第一方面，本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂，包含如下组分：70%-80%的氧化锆、0%-5%的钛金属盐、5%-10%的锰金属盐与镧金属盐、3%-10%的铈金属盐与铜金属盐、1%-4%的粘结剂、2%-3%的金属丝和1%-5%的增强剂，其中，所述锰金属盐与镧金属盐的摩尔量之比为3:1，所述铈金属盐与铜金属盐的摩尔量之比为2:1。
6.优选地，所述锆基-稀有金属脱硝催化剂，包含如下组分： 80%的氧化锆、3%的钛金属盐、6%的锰金属盐与镧金属盐、3%的铈金属盐与铜金属盐、2%的粘结剂、2%的金属丝和4%的增强剂。
7.优选地，所述锆基-稀有金属脱硝催化剂，包含如下组分：76%的氧化锆、1%的钛金属盐、8%的锰金属盐与镧金属盐、5%的铈金属盐与铜金属盐、4%的粘结剂、3%的金属丝和3%的增强剂。
8.优选地，所述锆基-稀有金属脱硝催化剂，包含如下组分：70%的氧化锆、4%的钛金属盐、10%的锰金属盐与镧金属盐、4%的铈金属盐与铜金属盐、4%的粘结剂、3%的金属丝和5%的增强剂。
9.优选地，所述锆基-稀有金属脱硝催化剂，包含如下组分：70%的氧化锆、5%的钛金属盐、5%的锰金属盐与镧金属盐、10%的铈金属盐与铜金属盐、3%的粘结剂、2%的金属丝和5%的增强剂。
10.优选地，所述金属丝的直径为0.5mm-1mm。
11.第二方面，本发明实施例提供了一种锆基-稀有金属脱硝催化剂的生产方法，用于制备上述锆基-稀有金属脱硝催化剂，所述生产方法包括以下步骤：定量称取：将所有的原料按照预先设计的比例进行称取；溶液配制：将所述原料中的所有金属盐按照预先设计的比例配制成溶液；泥料混练：在混练锅中加入去离子水，加入氧化锆、金属丝搅拌均匀后，搅拌时间控制在2-3小时，加入溶液、增强剂、粘结剂继续混练2-3小时，使用练泥机将泥料混练均匀；挤出成型：混练完成的泥料，控制泥料含水量在25-35%，使用挤出机挤出成型，得到试块；微波干燥：将成型后的所述试块直接入微波干燥，将含水量控制在2%以下；入炉焙烧：将干燥后的试块入炉焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间控制在8小时，得到所述锆基-稀有金属脱硝催化剂。
12.本发明的有益效果是：本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂及其生产方法，所述生产方法包括定量称取、溶液配制、泥料混练、挤出成型、微波干燥、入炉焙烧等步骤，能够有效降低锆基-稀有金属脱硝催化剂的生产成本和缩短生产周期。而所述锆基-稀有金属脱硝催化剂包含如下组分：70%-80%的氧化锆、0%-5%的钛金属盐、5%-10%的锰金属盐与镧金属盐、3%-10%的铈金属盐与铜金属盐、1%-4%的粘结剂、2%-3%的金属丝和1%-5%的增强剂，能够有效提高催化效率。
13.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
14.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
15.实施例1本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂，可以包含如下组分： 80%的氧化锆、3%的钛金属盐、6%的锰金属盐与镧金属盐、3%的铈金属盐与铜金属盐、2%的粘结剂、2%的金属丝和4%的增强剂。
16.其中，所述锰金属盐与镧金属盐的摩尔量之比为3:1，所述铈金属盐与铜金属盐的摩尔量之比为2:1。而所述金属丝的直径为0.5mm-1mm。
17.本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：定量称取：将所有的原料按照预先设计的比例进行称取；溶液配制：将所述原料中的所有金属盐按照预先设计的比例配制成溶液；
泥料混练：在混练锅中加入去离子水，加入氧化锆、金属丝搅拌均匀后，搅拌时间控制在2-3小时，加入溶液、增强剂、粘结剂继续混练2-3小时，使用练泥机将泥料混练均匀；其中，所述去离子水的质量为所述原料质量的35%。
18.挤出成型：混练完成的泥料，控制泥料含水量在25-35%，使用挤出机挤出成型，得到试块；微波干燥：将成型后的所述试块直接入微波干燥，将含水量控制在2%以下；入炉焙烧：将干燥后的试块入炉焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间控制在8小时，得到所述锆基-稀有金属脱硝催化剂。
19.实施例2本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂，可以包含如下组分：76%的氧化锆、1%的钛金属盐、8%的锰金属盐与镧金属盐、5%的铈金属盐与铜金属盐、4%的粘结剂、3%的金属丝和3%的增强剂。
20.其中，所述锰金属盐与镧金属盐的摩尔量之比为3:1，所述铈金属盐与铜金属盐的摩尔量之比为2:1。而所述金属丝的直径为0.5mm-1mm。
21.本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：定量称取：将所有的原料按照预先设计的比例进行称取；溶液配制：将所述原料中的所有金属盐按照预先设计的比例配制成溶液；泥料混练：在混练锅中加入去离子水，加入氧化锆、金属丝搅拌均匀后，搅拌时间控制在2-3小时，加入溶液、增强剂、粘结剂继续混练2-3小时，使用练泥机将泥料混练均匀；其中，所述去离子水的质量为所述原料质量的30%。
22.挤出成型：混练完成的泥料，控制泥料含水量在25-35%，使用挤出机挤出成型，得到试块；微波干燥：将成型后的所述试块直接入微波干燥，将含水量控制在2%以下；入炉焙烧：将干燥后的试块入炉焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间控制在8小时，得到所述锆基-稀有金属脱硝催化剂。
23.实施例3本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂，可以包含如下组分：70%的氧化锆、4%的钛金属盐、10%的锰金属盐与镧金属盐、4%的铈金属盐与铜金属盐、4%的粘结剂、3%的金属丝和5%的增强剂。
24.其中，所述锰金属盐与镧金属盐的摩尔量之比为3:1，所述铈金属盐与铜金属盐的摩尔量之比为2:1。而所述金属丝的直径为0.5mm-1mm。
25.本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：定量称取：将所有的原料按照预先设计的比例进行称取；溶液配制：将所述原料中的所有金属盐按照预先设计的比例配制成溶液；泥料混练：在混练锅中加入去离子水，加入氧化锆、金属丝搅拌均匀后，搅拌时间控制在2-3小时，加入溶液、增强剂、粘结剂继续混练2-3小时，使用练泥机将泥料混练均匀；其中，所述去离子水的质量为所述原料质量的35%。
26.挤出成型：混练完成的泥料，控制泥料含水量在25-35%，使用挤出机挤出成型，得到试块；微波干燥：将成型后的所述试块直接入微波干燥，将含水量控制在2%以下；入炉焙烧：将干燥后的试块入炉焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间控制在8小时，得到所述锆基-稀有金属脱硝催化剂。
27.实施例4本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂，可以包含如下组分：70%的氧化锆、5%的钛金属盐、5%的锰金属盐与镧金属盐、10%的铈金属盐与铜金属盐、3%的粘结剂、2%的金属丝和5%的增强剂。
28.其中，所述锰金属盐与镧金属盐的摩尔量之比为3:1，所述铈金属盐与铜金属盐的摩尔量之比为2:1。而所述金属丝的直径为0.5mm-1mm。
29.本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：定量称取：将所有的原料按照预先设计的比例进行称取；溶液配制：将所述原料中的所有金属盐按照预先设计的比例配制成溶液；泥料混练：在混练锅中加入去离子水，加入氧化锆、金属丝搅拌均匀后，搅拌时间控制在2-3小时，加入溶液、增强剂、粘结剂继续混练2-3小时，使用练泥机将泥料混练均匀；其中，所述去离子水的质量为所述原料质量的35%。
30.挤出成型：混练完成的泥料，控制泥料含水量在25-35%，使用挤出机挤出成型，得到试块；微波干燥：将成型后的所述试块直接入微波干燥，将含水量控制在2%以下；入炉焙烧：将干燥后的试块入炉焙烧，温度控制在500℃，焙烧时间控制在8小时，得到所述锆基-稀有金属脱硝催化剂。
31.评价例将采用本发明实施例中生产方法制备的锆基-稀有金属脱硝催化剂与传统脱硝催化剂在温度为340-350℃的条件下进行评价，得到详细数据如下表所示
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名称
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脱硝催化剂
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实例一
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实例二
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实例三
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实例四 入口氮氧化物浓度 190ppm 190ppm 190ppm 190ppm 190ppm 出口氮氧化物浓 30ppm 18ppm 17ppm 16ppm 15ppm 催化效率 84.21% 90.53�.05% 91.58% 92.11%
可见，本发明实施例提供的锆基-稀有金属脱硝催化剂具有更高的催化效率。
32.综上所述，本发明实施例提供的一种锆基-稀有金属脱硝催化剂及其生产方法，所述生产方法包括定量称取、溶液配制、泥料混练、挤出成型、微波干燥、入炉焙烧等步骤，能够有效降低锆基-稀有金属脱硝催化剂的生产成本和缩短生产周期。而所述锆基-稀有金属脱硝催化剂包含如下组分：70%-80%的氧化锆、0%-5%的钛金属盐、5%-10%的锰金属盐与镧金属盐、3%-10%的铈金属盐与铜金属盐、1%-4%的粘结剂、2%-3%的金属丝和1%-5%的增强剂，能够有效提高催化效率。
33.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。