納米級TiO2堆積密度對脫硝催化劑生產(chǎn)的影響

閆 力

(大唐南京環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司，江蘇 南京 211111)

催化劑制備與研究

納米級TiO2堆積密度對脫硝催化劑生產(chǎn)的影響

閆 力

(大唐南京環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司，江蘇 南京 211111)

納米級TiO2廣泛應(yīng)用于脫硝催化劑生產(chǎn)領(lǐng)域，堆積密度指標(biāo)常被忽視，在生產(chǎn)中出現(xiàn)混料不均、下料不暢和堵塞設(shè)備等現(xiàn)象。通過對設(shè)備、工藝指標(biāo)和原料等分析，最終確定引起此問題的原因為原料納米級TiO2堆積密度的變化。針對設(shè)備具體情況將納米級TiO2堆積密度指標(biāo)控制在合適范圍，通過調(diào)整設(shè)備參數(shù)等方法，較好地解決生產(chǎn)堵塞問題。

催化劑工程；納米級TiO2;堆積密度;脫硝催化劑

納米級TiO2為良好的分散材料，廣泛應(yīng)用于涂料和催化劑生產(chǎn)領(lǐng)域。催化劑生產(chǎn)過程中，由于TiO2堆積密度的變化，常出現(xiàn)混料不均、下料不暢和堵塞設(shè)備等現(xiàn)象。本文通過對設(shè)備、工藝指標(biāo)和原料等進行分析研究，查找問題原因。

1 基本情況及問題

平板式脫硝催化劑以不銹鋼金屬板制成的金屬網(wǎng)為基材，將TiO2和V2O5涂覆于不銹鋼網(wǎng)上，經(jīng)焙燒后，將催化劑單元組裝成催化劑模塊[1]。

在進行TiO2和V2O5等材料混配時，混料工段常出現(xiàn)提升輸送粉料困難、沾粘斗提機現(xiàn)象。同時，在將配好的膏料輸送至擠出機時，發(fā)生較嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象。

2 問題分析和解決措施

2.1 設(shè)備排查

發(fā)生堵塞后，對堵塞管道進行拆卸清理，并檢查輸送機電機轉(zhuǎn)速、料倉下料閥和輸送管，未發(fā)現(xiàn)異常。重新啟機生產(chǎn)，但運行不到12 h又出現(xiàn)堵塞。針對再次堵塞問題，經(jīng)認(rèn)真分析和討論，排除設(shè)備引起堵塞的可能，認(rèn)為是原料納米級TiO2引起堵塞。

2.2 納米級TiO2的影響

TiO2為脫硝催化劑的載體，主要對催化劑活性組分及催化助劑起機械承載作用，并可增加有效的催化反應(yīng)表面積及提供合適的孔結(jié)構(gòu)，使催化劑具備適宜的形狀[2]。釩氧化物在TiO2表面有很好的分散度，由于載體有微弱的催化能力，減少了催化劑活性組分用量，降低了制造成本。TiO2作為載體在催化劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，是脫硝催化劑的主要成分，占其質(zhì)量的80%～90%[3]。

大唐南京環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司前期應(yīng)用的原料納米級TiO2的堆積密度見表1。

表 1 原工藝TiO2堆積密度

Table 1 Bulk density of titanium dioxide in the original process

規(guī)格供應(yīng)商堆積密度/g·cm-3小比表面積TiO2C0.32～0.35小比表面積TiO2T0.40～0.44大比表面積TiO2M0.42～0.44

因為挖潛降耗的需要，后期對TiO2供應(yīng)商進行了更換，新工藝TiO2堆積密度如表2所示。

表 2 新工藝TiO2堆積密度

從表1～2可見，堆積密度均符合GB/T19591-2004規(guī)定≤0.5 g·cm-3的要求，但不同堆積密度的TiO2在生產(chǎn)過程中對設(shè)備的影響不同，影響效果如表3所示。

表 3 TiO2使用情況

在整個混料擠出系統(tǒng)中影響粉料狀態(tài)的主要設(shè)備為混料缸和喂料機，混料缸中粉料能否混合均勻，喂料機中粉料能否均勻下料和輸送，也是混料系統(tǒng)的控制重點。

喂料機為失重式喂料機，采用失重模式與容積模式結(jié)合的混裝結(jié)構(gòu)，堆積密度偏大時，由于重力自然下料，密度較大時，下料順暢；反之，單位體積物料質(zhì)量變小，將配置好的膏料向擠出機輸送時，采取的是固定電機轉(zhuǎn)速、電子稱量和定量輸送的模式。當(dāng)堆積密度發(fā)生變化時，單位時間下輸送的物料量發(fā)生變化，形成堵塞。加之是納米級，出現(xiàn)下料不暢、堵塞設(shè)備和沾粘斗提機等問題。

2.3 解決措施

調(diào)整料倉下料口，將下料口加大擴寬，保障下料暢通。

修訂原材料技術(shù)指標(biāo)，在TiO2技術(shù)指標(biāo)中，增加對堆積密度的指標(biāo)要求，制定合理的堆積密度指標(biāo)范圍。經(jīng)過多次實踐，將堆積密度指標(biāo)確定為(0.35～0.50) g·cm-3，能夠較好解決堵塞問題。

3 結(jié) 語

(1) 對納米級TiO2而言，應(yīng)用于脫硝催化劑生產(chǎn)領(lǐng)域時，如果以體積和質(zhì)量計量，一定要考慮堆積密度指標(biāo)對生產(chǎn)設(shè)備的影響因素。

(2) 生產(chǎn)過程中，通過將堆積密度指標(biāo)控制在合適范圍和調(diào)整設(shè)備參數(shù)等方法，能夠較好地解決生產(chǎn)堵塞問題。

[1]劉海軍，於承志，李慶豐，等.一種平板式脫硝催化劑的配液系統(tǒng):中國,CN204159213U[P].2015-02-18.

[2]樂園園.火電廠SCR法脫硝催化劑的幾個重要指標(biāo)介紹[J].電力科技與環(huán)保,2010，26(4)：22-25. Le Yuanyuan.Introduction SCR catalyst indexes thermalpower plants[J].Electric Power Environmental Protection,2010，26(4)：22-25.

[3]汪德志，吳剛，肖雨亭，等.國產(chǎn)鈦白粉對脫硝催化劑成型及性能的影響研究[C]∥第十七屆二氧化硫氮氧化物、汞污染防治技術(shù)暨細(xì)顆粒物(PM2.5)控制與監(jiān)測技術(shù)研討會論文集.北京:中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會,2013.

Effects of bulk density of nano-titanium dioxide on the production of denitrification catalyst

YanLi

(Datang Nanjing Environmental Protection Technology Co.,Ltd.,Nanjing 211111,Jiangsu,China)

Nano-titanium dioxide is widely used in the field of denitrification catalyst production.Bulk density indexs are often ignored.During the production,there existed the phenomena of uneven mixing raw materials,material discharge blocking and blocking equipment,etc.By analyzing the equipment,process index and raw materials,the reason for these problems determined was the change of bulk density of the raw material nano-titanium dioxide.According to the specific situation of the equipment,the problems of production could be solved well by controlling the bulk density of nano-titanium dioxide in the appropriate range and adjusting the parameters of the equipment,etc.

catalyst engineering;nano-titanium dioxide;bulk density;denitrification catalyst

TQ426.6；X701 Document code: A Article ID: 1008-1143(2016)11-0060-02

2016-07-07

閆 力，1976年生，男，陜西省乾縣人，高級工程師，長期從事化工、脫硝催化劑檢測技術(shù)研究及管理工作。

10.3969/j.issn.1008-1143.2016.11.012

TQ426.6；X701

A

1008-1143(2016)11-0060-02

doi:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.11.012