專利名稱：一種用于低溫scr脫硝催化劑模塊頂端強(qiáng)化的硬化液及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及SCR脫硝催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于低溫SCR脫硝催化劑模塊頂端強(qiáng)化的硬化液及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是水泥廠窯爐、電廠燃煤鍋爐、垃圾焚燒爐等去除NOx應(yīng)用最廣泛，效率最高的技術(shù)。其中，脫硝催化劑是實(shí)施該技術(shù)的關(guān)鍵部分，一般以鈦白粉為載體，添加活性物質(zhì)制成。鈦白粉是一種瘠性原料，粘結(jié)性不強(qiáng)，用鈦白粉制成的催化劑在煙道中粉塵的沖刷作用下，易造成磨損、起塵，特別是頂端的磨損最為突出，會引發(fā)催化齊IJ的破損和斷裂，進(jìn)而造成催化劑孔道的堵塞，引起一系列后續(xù)問題。在高溫SCR催化劑領(lǐng)域，催化劑的最佳反應(yīng)溫度一般要求高于320°C，為滿足溫度要求，需將催化劑床層布置于空預(yù)器和省煤器之間。為減少粉塵對催化劑的磨損，申請?zhí)枮?00780034929. 4的專利將催化劑頂端放入偏鎢酸銨和偏釩酸銨溶液中浸泡，然后干燥，再浸泡，然后煅燒，用來使催化劑頂端硬化。這種方法在干燥前和干燥后分別浸泡一次，工藝復(fù)雜，制造成本較高。申請?zhí)枮?00910024785. 5的中國發(fā)明專利公開了一種具有活性的催化劑模塊邊緣硬化液，該硬化液中包括如下各組分30% 50%重量百分含量的硅酸鈉以及活性成分，所述活性成分為偏釩酸銨、硫酸亞鐵與硝酸錳中的一種或者兩種以及兩種以上的混合物，且偏I(xiàn)凡酸銨在該硬化液中占0 6 %的重量百分含量，硫酸亞鐵在該硬化液中占0
I%的重量百分含量，硝酸錳在該硬化液中占0 5 %的重量百分含量，余量為水。該發(fā)明的硬化液使得催化劑模塊頂端在SCR反應(yīng)器中更加耐磨損，從而大大提高模塊的整體使用壽命和模塊強(qiáng)度，相同條件下催化劑模塊的磨損失重率可以降低20%，催化劑壽命可提高30%以上，取得了良好效果。在低溫SCR催化劑領(lǐng)域，催化劑的起活溫度在80 120°C之間，一般將催化劑床層布置于除塵器之后。該環(huán)境下粉塵的影響相對較小，但水分在低溫下析出并附著于催化劑表面，會引起催化劑軟化破損，尤其是催化劑頂端，伴隨著煙氣的高速沖刷，催化劑的頂端破損尤為明顯，極大地制約了催化劑的使用壽命。因此，低溫SCR催化劑的頂端強(qiáng)化、增加抗潮解性能是提高催化劑使用壽命的重要一環(huán)，但是，用于低溫SCR催化劑頂端的防水措施尚未見到報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于低溫SCR脫硝催化劑模塊頂端強(qiáng)化的硬化液及應(yīng)用，可使催化劑頂端形成永久性防水膜，使催化劑不易潮解和脫落，能有效抵抗磨損腐蝕，延長催化劑壽命?！N用于低溫SCR脫硝催化劑模塊頂端強(qiáng)化的硬化液，由以下重量份的原料制成
水丨00份
硬化劑0.1 8份
防水劑0.卜丨0份
穩(wěn)定劑 0.1 4份。優(yōu)選地，由以下重量份的原料制成
水丨00份
硬化劑0.5 4份
防水劑0.5 6份
穩(wěn)定劑 0.5-2份。將上述重量份的原料先分別溶解成備用液，再混合均勻。作為優(yōu)選，所述硬化劑為聚氧化乙烯(PEO)，所述防水劑為甲基硅酸鉀，所述穩(wěn)定劑為羧甲基纖維素鈉(CMC)。作為優(yōu)選，所述PEO的相對分子質(zhì)量為90萬 400萬，優(yōu)選為300萬 400萬，在此范圍內(nèi)都能達(dá)到本發(fā)明的目的。所述甲基娃酸鉀中固體物含量為36 44%,娃酮含量為18 22*%。本發(fā)明使用PE0、甲基硅酸鉀、CMC混合成的膠狀物作為硬化液，從改變催化劑的結(jié)構(gòu)出發(fā)，使載體、活性物質(zhì)、結(jié)構(gòu)助劑之間的孔隙更加致密。其原理是PE0滲入催化劑內(nèi)部，與催化劑中的流離松散物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學(xué)變化，生成堅(jiān)硬不溶物，使催化劑頂端硬化密封；甲基硅酸鉀與空氣中的二氧化碳反應(yīng)后，在催化劑表面生成了一層不能溶解的網(wǎng)狀有機(jī)硅薄膜，它具有優(yōu)異的防水效果和防潮、抗老化、抗污染等優(yōu)點(diǎn)，避免水分吸入催化劑，從而從根本上減少潮解腐蝕引起的剝落。CMC可增強(qiáng)硬化液的穩(wěn)定性。更優(yōu)選，以水的重量份為100份計(jì)，所述聚氧化乙烯(PEO)的重量份為I 3份；所述甲基硅酸鉀的重量份為4. 2 5. 6份；所述羧甲基纖維素鈉的重量份為I 2份。當(dāng)采用此原料組合時(shí)，硬化液的處理效果最好，相當(dāng)于催化劑在實(shí)際煙氣處理裝置情況下26280h (三年)的沖刷時(shí)間，催化劑頂端磨損深度僅為0. 8mm左右，重量損失僅為4%左右。本發(fā)明還提供了一種利用所述的硬化液處理低溫SCR脫硝催化劑的方法，包括所述低溫SCR脫硝催化劑在煅燒、鋸切完成后將其頂端浸潰于所述硬化液中，取出后用壓縮空氣吹去多余液體，自然風(fēng)干。所述浸潰時(shí)間為0. 2 5min，優(yōu)選為0. 3 2min。所述自然風(fēng)干的時(shí)間為24h 48h，優(yōu)選為24 32h。具體操作過程為低溫SCR脫硝催化劑在煅燒、鋸切完成后將其頂端浸潰于硬化液中0. 2 5min，取出5 IOmin后用壓縮空氣吹去多余液體，在不沾水的工況下自然風(fēng)干24 48h。本發(fā)明的有益效果
使用本發(fā)明的硬化液，可使催化劑頂端形成永久性防水膜，使催化劑不易潮解和脫落，能有效抵抗磨損腐蝕，延長催化劑壽命。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1分別配置甲基硅酸鉀、PE0、CMC三種備用液(I)稱取44. Og甲基硅酸鉀(固體物含量為36 44%,娃酮含量為18 22%,,購于新余市星泰有機(jī)娃有限公司，以下實(shí)施例和對比例中所用的甲基硅酸甲相同)和IOOg去離子水，加入到容器中攪拌均勻；(2)稱取30. Og聚氧化乙烯(相對分子質(zhì)量為300萬 400萬，購于無錫市恒中源化工貿(mào)易有限公司，以下實(shí)施例和對比例中所用的聚氧化乙烯相同)，用超聲波粉碎，在機(jī)械攪拌器的作用下緩慢加入到400g去離子水中，靜置一天；(3)稱取10. 8g羧甲基纖維素鈉和400g去離子水，攪拌均勻后靜置一天。取以上三種備用液，在機(jī)械攪拌器的作用下均勻混合，靜置2h，得到的透明液體即為本發(fā)明的硬化液。實(shí)施例2分別配置甲基硅酸鉀、PE0、CMC三種備用液⑴稱取44. Og甲基硅酸鉀和IOOg去離子水，加入到容器中攪拌均勻；(2)稱取4. 5g聚氧化乙烯，用超聲波粉碎，在機(jī)械攪拌器的作用下緩慢加入到400g去離子水中，靜置一天；(3)稱取10. 8g羧甲基纖維素鈉和400g去離子水，攪拌均勻后靜置一天。取以上三種備用液，在機(jī)械攪拌器的作用下均勻混合，靜置2h，得到的透明液體即為本發(fā)明的硬化液。實(shí)施例3分別配置甲基硅酸鉀、PE0、CMC三種備用液⑴稱取44. Og甲基硅酸鉀和IOOg去離子水，加入到容器中攪拌均勻；(2)稱取18. Og聚氧化乙烯，用超聲波粉碎，在機(jī)械攪拌器的作用下緩慢加入到400g去離子水中，靜置一天；(3)稱取10. 8g羧甲基纖維素鈉和400g去離子水，攪拌均勻后靜置2h。取以上三種備用液，在機(jī)械攪拌器的作用下均勻混合，靜置一天，得到的透明液體即為本發(fā)明的硬化液。實(shí)施例4分別配置甲基硅酸鉀、PE0、CMC三種備用液⑴稱取50. Og甲基硅酸鉀和IOOg去離子水，加入到容器中攪拌均勻；(2)稱取30. Og聚氧化乙烯，用超聲波粉碎，在機(jī)械攪拌器的作用下緩慢加入到400g去離子水中，靜置一天；(3)稱取18. Og羧甲基纖維素鈉和400g去離子水，攪拌均勻后靜置一天。取以上三種備用液，在機(jī)械攪拌器的作用下均勻混合，靜置2h，得到的透明液體即為本發(fā)明的硬化液。實(shí)施例5分別配置甲基硅酸鉀、PE0、CMC三種備用液⑴稱取44. Og甲基硅酸鉀和IOOg去離子水，加入到容器中攪拌均勻；(2)稱取18. Og聚氧化乙烯，用超聲波粉碎，在機(jī)械攪拌器的作用下緩慢加入到400g去離子水中，靜置一天；(3)稱取18. Og羧甲基纖維素鈉和400g去離子水，攪拌均勻后靜置一天。取以上三種備用液，在機(jī)械攪拌器的作用下均勻混合，靜置2h，得到的透明液體即為本發(fā)明的硬化液。實(shí)施例6分別配置甲基硅酸鉀、PEO、CMC三種備用液(I)稱取37. 5g甲基硅酸鉀和IOOg去離子水，加入到容器中攪拌均勻；(2)稱取4. 5g聚氧化乙烯，用超聲波粉碎，在機(jī)械攪拌器的作用下緩慢加入到400g去離子水中，靜置一天；(3)稱取4. 5g羧甲基纖維素鈉和400g去離子水，攪拌均勻后靜置一天。取以上三種備用液，在機(jī)械攪拌器的作用下均勻混合，靜置2h，得到的透明液體即為本發(fā)明的硬化液。實(shí)施例7分別配置甲基硅酸鉀、PEO、CMC三種備用液(I)稱取44. Og甲基硅酸鉀和IOOg去離子水，加入到容器中攪拌均勻；(2)稱取18. Og聚氧化乙烯，用超聲波粉碎，在機(jī)械攪拌器的作用下緩慢加入到400g去離子水中，靜置一天；(3)稱取4. 5g羧甲基纖維素鈉和400g去離子水，攪拌均勻后靜置一天。取以上三種備用液，在機(jī)械攪拌器的作用下均勻混合，靜置2h，得到的透明液體即為本發(fā)明的硬化液。實(shí)施例8分別配置甲基硅酸鉀、PE0、CMC三種備用液⑴稱取37. 5g甲基硅酸鉀和IOOg去離子水，加入到容器中攪拌均勻；(2)稱取18. Og聚氧化乙烯，用超聲波粉碎，在機(jī)械攪拌器的作用下緩慢加入到400g去離子水中，靜置一天；(3)稱取10. 8g羧甲基纖維素鈉和400g去離子水，攪拌均勻后靜置一天。取以上三種備用液，在機(jī)械攪拌器的作用下均勻混合，靜置2h，得到的透明液體即為本發(fā)明的硬化液。實(shí)施例9分別配置甲基硅酸鉀、PE0、CMC三種備用液(I)稱取50. Og甲基硅酸鉀和IOOg去離子水，加入到容器中攪拌均勻；(2)稱取18. Og聚氧化乙烯，用超聲波粉碎，在機(jī)械攪拌器的作用下緩慢加入到400g去離子水中，靜置一天；(3)稱取10. 8g羧甲基纖維素鈉和400g去離子水，攪拌均勻后靜置一天。取以上三種備用液，在機(jī)械攪拌器的作用下均勻混合，靜置2h，得到的透明液體即為本發(fā)明的硬化液。對比例I稱取44. Og甲基硅酸鉀和900g去離子水，加入到容器中攪拌均勻，得到的透明液體為對比液I。對比例2稱取18. Og聚氧化乙烯，用超聲波粉碎，在機(jī)械攪拌器的作用下緩慢加入到900g去離子水中，靜置一天，得到的透明液體為對比液2。對比例3使用飽和硫酸鋁溶液作為硬化液(不具有防水效果),在900g去離子水中加入過量的硫酸鋁，取溶液使用。對比例4900g去離子水。測試試驗(yàn)及結(jié)果把低溫SCR脫硝催化劑(制備方法為現(xiàn)有技術(shù))浸潰到按照實(shí)施例1 9制成的硬化液和按照對比例I 4制成的對比液中，自然風(fēng)干后得到試驗(yàn)材料。將試驗(yàn)材料放置在含有粉塵的壓縮空氣試驗(yàn)裝置中進(jìn)行粉塵沖刷加速磨損試驗(yàn)，壓縮空氣流速為40m/s，粉塵含量為73. 9g/m3，絕對濕度為10g/m3，沖刷時(shí)間為4h，相當(dāng)于催化劑在實(shí)際煙氣處理裝置情況下26280h(三年)的沖刷時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)束后使用電子數(shù)顯卡尺測量磨損深度，用千分位電子天平稱量重量損失，對比各催化劑頂端的磨損深度(_)及重量損失)見表I。表I催化劑頂端磨損深度及重量損失
權(quán)利要求
1.一種用于低溫SCR脫硝催化劑模塊頂端強(qiáng)化的硬化液，其特征在于，由以下重量份的原料制成水100份硬化劑 0.1-8份防水劑 O.卜丨O份穩(wěn)定劑 O.1 4份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化液，其特征在于，由以下重量份的原料制成水丨00份硬化劑 0.5 4份防水劑 0.5 6份穩(wěn)定劑 0.5-2份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硬化液，其特征在于，所述硬化劑為聚氧化乙烯，所述防水劑為甲基硅酸鉀，所述穩(wěn)定劑為羧甲基纖維素鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硬化液，其特征在于，所述的聚氧化乙烯的相對分子質(zhì)量為90萬 400萬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硬化液，其特征在于，所述的聚氧化乙烯的相對分子質(zhì)量為 300萬 400萬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硬化液，其特征在于，所述甲基硅酸鉀中固體物含量為 36 44%，硅酮含量為18 22%。
7.利用權(quán)利要求1 6任一權(quán)利要求所述的硬化液處理低溫SCR脫硝催化劑的方法， 其特征在于，包括所述低溫SCR脫硝催化劑在煅燒、鋸切完成后將其頂端浸潰于所述硬化液中，取出后用壓縮空氣吹去多余液體，自然風(fēng)干。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述浸潰時(shí)間為O.2 5min。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述浸潰時(shí)間為O.3 2min。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述自然風(fēng)干的時(shí)間為24 48h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于低溫SCR脫硝催化劑模塊頂端的硬化液及應(yīng)用，由以下重量份的原料制成水100份；硬化劑0.1～8份；防水劑0.1～10份；穩(wěn)定劑0.1～4份。低溫SCR脫硝催化劑在煅燒、鋸切完成后將其頂端浸漬于所述硬化液中，取出后用壓縮空氣吹去多余液體，自然風(fēng)干。本發(fā)明的硬化液可使催化劑頂端形成永久性防水膜，使催化劑不易潮解和脫落，能有效抵抗磨損腐蝕，延長催化劑壽命。
文檔編號B01J37/02GK103008017SQ20121052094
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者莫建松, 王岳軍, 王瑞洋, 劉偉, 虞廷興, 陳美秀, 劉學(xué)炎 申請人:浙江天藍(lán)環(huán)保技術(shù)股份有限公司