纳米级TiO2堆积密度对脱硝催化剂生产的影响

闫 力

(大唐南京环保科技有限责任公司，江苏 南京 211111)

催化剂制备与研究

纳米级TiO2堆积密度对脱硝催化剂生产的影响

闫 力

(大唐南京环保科技有限责任公司，江苏 南京 211111)

纳米级TiO2广泛应用于脱硝催化剂生产领域，堆积密度指标常被忽视，在生产中出现混料不均、下料不畅和堵塞设备等现象。通过对设备、工艺指标和原料等分析，最终确定引起此问题的原因为原料纳米级TiO2堆积密度的变化。针对设备具体情况将纳米级TiO2堆积密度指标控制在合适范围，通过调整设备参数等方法，较好地解决生产堵塞问题。

催化剂工程；纳米级TiO2;堆积密度;脱硝催化剂

纳米级TiO2为良好的分散材料，广泛应用于涂料和催化剂生产领域。催化剂生产过程中，由于TiO2堆积密度的变化，常出现混料不均、下料不畅和堵塞设备等现象。本文通过对设备、工艺指标和原料等进行分析研究，查找问题原因。

1 基本情况及问题

平板式脱硝催化剂以不锈钢金属板制成的金属网为基材，将TiO2和V2O5涂覆于不锈钢网上，经焙烧后，将催化剂单元组装成催化剂模块[1]。

在进行TiO2和V2O5等材料混配时，混料工段常出现提升输送粉料困难、沾粘斗提机现象。同时，在将配好的膏料输送至挤出机时，发生较严重的堵塞现象。

2 问题分析和解决措施

2.1 设备排查

发生堵塞后，对堵塞管道进行拆卸清理，并检查输送机电机转速、料仓下料阀和输送管，未发现异常。重新启机生产，但运行不到12 h又出现堵塞。针对再次堵塞问题，经认真分析和讨论，排除设备引起堵塞的可能，认为是原料纳米级TiO2引起堵塞。

2.2 纳米级TiO2的影响

TiO2为脱硝催化剂的载体，主要对催化剂活性组分及催化助剂起机械承载作用，并可增加有效的催化反应表面积及提供合适的孔结构，使催化剂具备适宜的形状[2]。钒氧化物在TiO2表面有很好的分散度，由于载体有微弱的催化能力，减少了催化剂活性组分用量，降低了制造成本。TiO2作为载体在催化剂中的质量分数最大，是脱硝催化剂的主要成分，占其质量的80%～90%[3]。

大唐南京环保科技有限责任公司前期应用的原料纳米级TiO2的堆积密度见表1。

表 1 原工艺TiO2堆积密度

Table 1 Bulk density of titanium dioxide in the original process

规格供应商堆积密度/g·cm-3小比表面积TiO2C0.32～0.35小比表面积TiO2T0.40～0.44大比表面积TiO2M0.42～0.44

因为挖潜降耗的需要，后期对TiO2供应商进行了更换，新工艺TiO2堆积密度如表2所示。

表 2 新工艺TiO2堆积密度

从表1～2可见，堆积密度均符合GB/T19591-2004规定≤0.5 g·cm-3的要求，但不同堆积密度的TiO2在生产过程中对设备的影响不同，影响效果如表3所示。

表 3 TiO2使用情况

在整个混料挤出系统中影响粉料状态的主要设备为混料缸和喂料机，混料缸中粉料能否混合均匀，喂料机中粉料能否均匀下料和输送，也是混料系统的控制重点。

喂料机为失重式喂料机，采用失重模式与容积模式结合的混装结构，堆积密度偏大时，由于重力自然下料，密度较大时，下料顺畅；反之，单位体积物料质量变小，将配置好的膏料向挤出机输送时，采取的是固定电机转速、电子称量和定量输送的模式。当堆积密度发生变化时，单位时间下输送的物料量发生变化，形成堵塞。加之是纳米级，出现下料不畅、堵塞设备和沾粘斗提机等问题。

2.3 解决措施

调整料仓下料口，将下料口加大扩宽，保障下料畅通。

修订原材料技术指标，在TiO2技术指标中，增加对堆积密度的指标要求，制定合理的堆积密度指标范围。经过多次实践，将堆积密度指标确定为(0.35～0.50) g·cm-3，能够较好解决堵塞问题。

3 结 语

(1) 对纳米级TiO2而言，应用于脱硝催化剂生产领域时，如果以体积和质量计量，一定要考虑堆积密度指标对生产设备的影响因素。

(2) 生产过程中，通过将堆积密度指标控制在合适范围和调整设备参数等方法，能够较好地解决生产堵塞问题。

[1]刘海军，於承志，李庆丰，等.一种平板式脱硝催化剂的配液系统:中国,CN204159213U[P].2015-02-18.

[2]乐园园.火电厂SCR法脱硝催化剂的几个重要指标介绍[J].电力科技与环保,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，吴刚，肖雨亭，等.国产钛白粉对脱硝催化剂成型及性能的影响研究[C]∥第十七届二氧化硫氮氧化物、汞污染防治技术暨细颗粒物(PM2.5)控制与监测技术研讨会论文集.北京:中国环境科学学会,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

闫 力，1976年生，男，陕西省乾县人，高级工程师，长期从事化工、脱硝催化剂检测技术研究及管理工作。

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