脱硝催化剂模块硬化液及硬化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及脱硝催化剂制备技术领域，尤指一种脱硝催化剂模块硬化液及硬化方 法。
【背景技术】
[0002] 近年来，煤炭的大量燃烧使得so2、nox和粉尘排放量严重超标，造成环境恶化，致使 我国环保事业面临着严峻的考验。随着各项大气污染防治政策的推行，我国SO 2及烟尘脱除 技术已较为成熟，SO2和烟尘排放基本得到有效控制，然而NOx却未得到有效的处理，日益排 放增多造成对大气污染，进而对生态环境和人体健康构成巨大的威胁。氮氧化物(NOx)不仅 是形成酸雨的主要来源，同时诱发光化学烟雾、破坏臭氧层等，也是引起温室效应和光化学 反应的主要物质之一，因此，在国家环保"十二五"规划中，氮氧化物成为继SO 2之后的实行 总量控制的污染物。
[0003] 目前，我国70%的氮氧化物排放均来自煤炭的燃烧，电厂是用煤大户，如何有效控 制NOx的排放已成为我国乃至全世界关注的焦点。而在治理NOx技术领域中，选择性催化还原 法(Selective Catalytic Reduction，简称SCR)以其无副产物，系统装置简单并且脱硝效 率高(可达90%以上）、运行可靠，便于维护等优势，得到了大面积的应用。SCR的基本原理是 以NH 3为还原剂，在催化剂的作用下，选择性的将NOx还原为N2。
[0004] 目前市场占有率最高的催化剂为蜂窝式催化剂。蜂窝式催化剂是以Ti02(二氧化 钛)为载体，与催化活性成分充分混合、烧制而成，形成发达的微孔结构。当含有氮氧化物的 烟气通过催化剂孔道时，在微孔内催化活性作用下，与烟气中的氨发生反应，生成氮气和 水，从而实现烟气净化的目的。
[0005] 由于催化剂活性的要求，SCR装置多数布置在电除尘器之前，且国内电厂的烟气含 尘量非常高，很多项目高达50_60g/Nm 3，而国外电厂烟气含尘量往往小于30g/Nm3，加上制备 催化剂的主体钛白粉粘接性不强，在烟气通过催化剂的气流通道时，飞灰颗粒急速撞击催 化剂，易造成磨损、起尘，特别是顶端的磨损最为突出，会引发催化剂的破损和断裂，不仅导 致催化剂的使用寿命大幅降低，还会造成催化剂孔道的堵塞，并给催化剂单体的固定带来 困难，引起一系列后续问题。
[0006] 专利申请号为200780034929.4的专利将催化剂置于偏钨酸铵和偏钒酸铵混合溶 液中进行端面硬化，之后取出烘干，并再次浸泡，之后再煅烧完成硬化过程。实际硬化效果 比较理想，但硬化操作较复杂，需要反复浸渍和煅烧。
[0007] 专利申请号200910024785.5的中国发明专利提供了一种催化剂边缘硬化液，包含 有30~50 %的硅酸钠以及含有偏钒酸铵、硫酸亚铁与硝酸锰中的一种或者两种及以上的混 合物的活性成分。该发明简化硬化过程，且提高催化剂迎风端的抗磨损强度，从而提高了整 体模块的使用寿命，相同条件下催化剂模块的磨损失重率可降低20%，催化剂寿命可提高 30%以上。硬化液的制备由于pH的原因几个组分之间可能会产生一些沉淀，对后续的应用 有一定的影响，效果不明显。
[0008] 因此，本申请致力研发一种能够解决催化剂磨损问题，以及催化剂单体在模块中 固定等问题的脱硝催化剂模块硬化液及硬化方法。
【发明内容】
[0009] 本发明提供一种脱硝催化剂模块硬化液，能够解决催化剂磨损问题，以及催化剂 单体在模块中固定等问题，避免对后续的应用产生一定的影响，使其使用效果较佳。
[0010] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
[0011] -种脱硝催化剂模块硬化液，包括稳定剂、硬化组分和活性组分；以重量百分含量 计，所述稳定剂含量为25%~45%，所述硬化组分含量为10%~35%，所述活性组分含量为 0.1%~3%，余量为水。
[0012] 优选地，所述稳定剂为硫酸，硝酸，磷酸或盐酸中的一种或多种。
[0013] 优选地，所述硬化组分为硫酸铝盐、硝酸铝、磷酸铝盐或氯化铝中的一种或多种。
[0014] 优选地，所述硫酸铝盐为硫酸铝和硫酸氢铝中的一种或两种；
[0015] 和/或；
[0016] 所述磷酸铝盐为磷酸一氢铝和磷酸二氢铝中的一种或两种。
[0017] 优选地，所述活性组分为硫酸氧化钒和偏钒酸铵中的一种或两种。
[0018] 优选地，所述水为去离子水。
[0019] 本发明还提供了一种脱硝催化剂模块硬化液的硬化方法：
[0020] S100:配制脱硝催化剂模块硬化液的，所述脱硝催化剂模块硬化液为上述所述的 脱硝催化剂模块硬化液；
[0021] S200:将所述脱硝催化剂模块浸渍在所述脱硝催化剂模块硬化液中；
[0022] S300:从所述脱硝催化剂模块硬化液中取出所述脱硝催化剂模块并风干；
[0023] S400:对所述风干的脱硝催化剂模块进行焙烧。
[0024]优选地，步骤S200中，浸渍在所述脱硝催化剂模块硬化液中的所述脱硝催化剂模 块，将其轴向端面30~50mm浸渍在所述脱硝催化剂模块硬化液中，浸渍时间在20~45s。 [0025] 优选地，在步骤S300中，在温度10~35°C条件下进行风干，风干的时间在12~24h。
[0026] 优选地，在步骤S400中，在温度300~400°C条件下进行焙烧，焙烧时间在4~8h。
[0027] 综上所述，本发明提供的脱硝催化剂模块硬化液及硬化方法，能够带来以下至少 一种有益效果：
[0028] 1、本发明中，稳定剂选择各种无机酸，考虑到可以形成一个偏酸性的环境有利于 活性成分发挥作用及便于保存。而选择硬化组分考虑到经过焙烧后铝盐能在脱硝催化剂表 面形成一层高硬度的聚合物，增强催化剂的抗磨损能力，并且具有一定的耐火性，可以保证 在脱硝反应器的工作温度下稳定存在。
[0029] 2、本发明中，各原料间不发生反应即可直接发挥效果，使用效果较佳，有效地避免 现有技术中的原料间需要发生反应才能发挥作用，而现有技术中的反应是在一定的条件才 能进行，有可能有沉淀残留影响使用效果。
[0030] 3、本发明中，各个原料的比例是考虑到形成的最终产品的稳定性，以及产生一定 的粘度，有利于硬化液在催化剂表面的附着。而一定的范围的比例配比主要是考虑到对应 不同的脱硝催化剂模块，按实际情况可以有不同的配比方案。
[0031 ] 4、本发明中，活性组分优选硫酸氧化钒和偏钒酸铵，上述两种成分中均含有钒元 素，钒元素是脱硝催化剂的主要活性成分。在脱硝催化剂模块硬化液中能够稳定存在，并在 负载于脱硝催化剂模块上后能发挥作用，使得在脱硝催化剂模块硬化液中浸渍后的脱硝催 化剂模块边缘仍具有活性。
[0032] 5、本发明的硬化方法能够使得硬化后的脱硝催化剂模块在高灰、高流速烟气中更 加耐磨损，从而大大提高脱硝催化剂模块整体使用寿命和机械强度。相同情况下脱硝催化 剂模块的磨损失重率可以降低30%以上，催化活性提高10%以上，催化剂寿命可提高20% 以上。
【具体实施方式】
[0033] 以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案。应当理解的是，此处所描述的具 体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明，且本发明中所用的原料和试 剂均市售可得。
[0034]本发明提供了 一种脱硝催化剂模块硬化液，脱硝催化剂模块硬化溶液是由稳定 剂、硬化组分和活性组分，以及水，按照一定比例配制。使得脱硝催化剂模块经过浸渍、风干 和焙烧后磨损失重率可以降低30%以上，催化活性提高10%以上，催化剂寿命可提高20% 以上。
[0035] 实施例1
[0036] 称取硫酸25g、硬化组分10g、活性组分0.1 g加入64.9g水中溶解并搅拌均匀，即为 所制硬化液。各成分所占质量百分比即为硫酸25%，硬化组分10%，活性组分0.1%。其中， 硬化组分为硫酸铝和硫酸氢铝中的一种或者两种，活性组分为硫酸氧化银和偏钥Jl铵中的 一种或两种。
[0037] 实施例2
[0038]称取硫酸30g、硬化组分20g、活性组分3g加入47g水中溶解并搅拌均匀，即为所制 硬化液。各成分所占质量百分比即为硫酸30%，硬化组分20%，活性组分3%。其中，硬化组 分为硫酸铝和硫酸氢铝中的一种或者两种，活性组分为硫酸氧化银和偏钥Jl铵中的一种或 两种。
[0039] 实施例3
[0040] 称取硝酸25g、硬化组分10g、活性组分0.1 g加入64.9g水中溶解并搅拌均匀，即为 所制硬化液。各成分所占质量百分比即为硝酸25%，硬化组分10%，活性组分0.1%。其中， 硬化组分为硝酸铝，而活性组分为硫酸氧化f凡和偏f凡酸铵中的一种或两种。
[0041 ] 实施例4
[0042]称取硝酸25g、硬化组分15g、活性组分3g加入57g水中溶解并搅拌均匀，即为所制 硬化液。各成分所占质量百分比即为硝酸25%，硬化组分15%，活性组分