本发明属于大气污染控制，具体涉及一种水泥行业的平板式scr脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术：
1、nox是污染大气环境的主要污染物之一，也是造成雾霾形成的主要污染物之一。火力发电厂、炼焦厂、钢铁烧结厂、水泥厂的熟料生产线和工业窑炉是主要的氮氧化物排放源。目前火力发电厂、炼焦厂、钢铁烧结厂已基本治理完成，火力发电厂实现了超低排放氮氧化物浓度低于50mg/nm3，炼焦厂实现了特别限制排放氮氧化物浓度低于150mg/nm3，但是水泥厂的熟料生产线氮氧化物浓度低于300mg/nm3、工业窑炉的氮氧化物浓度如电石炉低于300mg/nm3等的排放标准还较高，且大部分还未治理，国家正推进实施水泥行业超低排放要求氮氧化物浓度低于50mg/nm3。目前市场上最为成熟的治理技术就是scr脱硝工艺，而scr脱硝工艺的核心是脱硝催化剂。水泥行业的烟气特点一是粉尘含量高，达到60-120g/nm3；二是碱土金属含量高达70％以上，钠、钾等碱性金属含量2-3％；三是粉尘粒径小、比电阻高、粉尘容易团聚，极易造成催化剂孔道堵塞，超细粉尘堵塞催化剂微；四是烟气温度范围宽，180-380℃之间。针对于水泥行业的烟气特点当前市场上能够实现超低排放的脱硝催化剂不能够满足水泥行业烟气脱硝的要求。而现有的脱硝催化剂应用在水泥行业存在运行阻力大、易堵塞，低温活性差，抗中毒性能差等问题。目前研发的脱硝催化剂很多，有钒钛系、铈系、锰系等，但是铈系、锰系的抗中毒能力较差。钒系在电力、焦化。钢铁烧结行业中高温环境下能够长期成功运用，表现出良好的抗中毒性能，因此开发适用于水泥行业的钒钛系scr脱硝催化剂具有重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种活性高、抗中毒和抗堵塞性能优异，制备工艺简单，运行阻力低，适合170-420℃烟气的平板式scr脱硝催化剂及其制备方法。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂及其制备方法，包括载体、活性组分、助催化剂、改性金属元素和辅料；所述载体为锐钛型的纳米二氧化钛，所述活性组分为五氧化二钒，所述助催化剂为三氧化钼或三氧化钨，所述改性金属元素为铁或钴，所述的辅料为黏土、玻璃纤维、聚氧化乙烯。
3、上述催化剂各组分含量为二氧化钛70-90％，五氧化二钒1.2-5.0％，三氧化钼或三氧化钨2.7-8.8％，氧化铁或氧化钴0-1.8％。
4、本发明还提供了上述催化剂的制备方法，其具体步骤为：
5、(1)前驱体的预处理
6、将七钼酸铵和硝酸铁或硫酸铁进行酸处理，即利用0.3％-0.8％的稀硫酸溶液对前驱体盐进行酸化处理，处理时间为2-5.5小时。
7、(2)前驱溶液的配制
8、将单乙醇胺和偏钒酸铵与七钼酸铵按质量比0.10-0.35:0.4-1.5:1.2-4.5加入到80-90℃的去离子水中，混匀后制备得前驱溶液a。将硝酸铁或硫酸铁和硝酸钴按质量比1:1.0-3.5溶于70-80℃的去离子水中，混匀后制备得前驱溶液b。其中a溶液与b溶液去离子水的质量比为1:0.3-0.45。
9、(3)催化剂泥料的制备
10、按质量比为1:0.65-0.7取锐钛型纳米二氧化钛与去离子水，将前驱溶液a和前驱溶液b与载体二氧化钛混匀，然后再加入黏土、玻璃纤维、聚氧化乙烯与上述已混匀的载体泥料进行混炼并混和均匀。锐钛型纳米二氧化钛与黏土、玻璃纤维、聚氧化乙烯的质量比为：10:0.5-0.8:0.25-0.4：0.1-0.2。将上述混炼均匀的泥料放入空调房内陈化24-96h。
11、(4)应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂的制备
12、取上述陈化后的泥料进行挤出成型造粒，挤出成型造粒后将其辊压涂覆于不锈钢丝网上，之后经剪切，压褶成型、干燥焙烧，即可获得应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂。
13、步骤(2)中的单乙醇胺也可用草酸代替。
14、步骤(4)中剪切的单板催化剂板长控制在750-1500mm。
15、步骤(4)中的焙烧温度为450-570℃，焙烧时间为3.0-4.5h。
16、本发明所具有的优点如下：
17、1、本发明通过改变催化剂的组装型式，可以有效提高催化剂的抗堵塞性能，使催化剂适用于烟气中含粉尘在50-180g/nm3范围。
18、2、本发明具有制备工艺简单，原料易得，为板式脱硝催化剂开孔率高，运行阻力低，以不锈钢丝网为基材，机械强度高以及较长的使用寿命。
19、3、本发明通过改变焙烧工艺改善微孔结构增加大孔比例，降低微孔比例，有效避免微孔堵塞。
20、4、通过前驱体预处理、并添加改性助剂提高scr脱硝催化剂的活性、抗中毒和催化剂寿命。催化剂在温度170-420℃范围内脱硝效率性可达85-99％，且不需另设在线再生装置。
21、5、本发明将运行阻力低、通过改善微孔结构有效避免微孔堵塞和前驱体预处理、并添加改性助剂等提高scr脱硝催化剂的活性、抗中毒和抗堵塞性能。
1.一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂，其特征在于：包括载体、活性组分、助催化剂、改性金属元素和辅料；所述载体为锐钛型的纳米二氧化钛，所述活性组分为五氧化二钒，所述助催化剂为三氧化钼或三氧化钨，所述改性金属元素为铁或钴，所述的辅料为黏土、玻璃纤维、聚氧化乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂，其特征在于，所述的活性组分将由去离子水、单乙醇胺或草酸配制的溶液溶解偏钒酸铵所形成的前驱溶液负载于载体上焙烧所得。
3.根据权利要求1所述的一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂，其特征在于，所述的助催化剂将由去离子水溶解七钼酸铵或偏钨酸铵所形成的前驱溶液负载于载体上焙烧所得。
4.根据权利要求1所述的一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂，其特征在于，所述的改性金属元素为铁或钴，通过将硝酸铁或硫酸铁和硝酸钴溶解于去离子水形成前驱溶液，负载于载体上焙烧获得。
5.根据权利要求1所述的一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂，其特征在于，所述的辅料为黏土、玻璃纤维、聚氧化乙烯。
6.根据权利要求1所述的一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂，其特征在于，所述催化剂各组分含量为为二氧化钛70-90％，五氧化二钒1.2-5.0％，三氧化钼或三氧化钨2.7-8.8％，氧化铁或氧化钴0-1.8％。
7.根据权利要求1所述的一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂，其特征在于，所述的前驱体预处理为利用稀硫酸溶液对前驱体盐进行酸化处理。
8.一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的单乙醇胺也可用草酸代替。
10.根据权利要求8所述的一种应用于水泥行业的平板式scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中剪切的单板催化剂板长控制在750-1500mm；步骤(4)中的焙烧温度为450-570℃，焙烧时间为3.0-4.5h。