[发明专利]一种以钛基陶瓷为载体的烟气脱硝整体式催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以钛基陶瓷为载体的烟气脱硝整体式催化剂及其制备方法，属于属于大气污染治理技术和环保催化材料领域。

背景技术

在众多的烟气脱硝方法中，选择性催化还原(SCR)脱硝技术因其脱硝效率高而得到广泛的应用。目前我国大中型火电厂的SCR脱硝装备全部采用进口，价格十分昂贵(600MW机组的脱硝催化剂，费用高达4000万左右，两年需更换一次)，没有自主知识产权的烟气脱硝催化剂已成为我国环保领域的″无芯之痛″。商用的SCR脱硝催化剂主要是V₂O₅为活性成分，TiO₂为载体的催化剂。以NH₃、CO或碳氢化合物(HC)等作为还原剂，将烟气中的NOx还原为N₂。V₂O₅是一种剧毒物质，它通过吸入、食入和皮吸收等方式侵入人体，对人体的呼吸系统和皮肤产生严重损害，长期接触可引起支气管炎、视力障碍、肾损害等。因而在催化剂生产过程会产生污染，废旧催化剂也难以处理。近年来开发高效、廉价、环保的烟气脱硝催化剂已成为国内外学者研究的热点。

目前国内有关烟气脱硝催化剂专利较少。现有专利中，(CN1475305)、(CN1777477)、(CN1792431)三项专利均是以V₂O₅为活性组分，V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂脱硝活性高、抗中毒性能好，是国外脱硝催化剂的集成技术。其中专利1是以活性炭为支撑体制备的整装蜂窝脱硝催化剂，该催化剂低温活性高。专利2是日本专利，主要描述的是对V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化体系蜂窝整装脱硝催化剂的改进。专利3是以堇青石蜂窝陶瓷为支撑体，以V₂O₅-WO₃/TiO₂-Al₂O₃为催化活性体系的整装催化剂。(CN1401416)和(CN1457920)两项专利都是以堇青石蜂窝陶瓷为支撑体，催化体系是CuO/γ-Al₂O₃，该催化剂环保、催化活性较高。

鉴于国内烟气脱硝催化剂的开发经验与不足，开发一种高效廉价环保的整体式脱硝催化剂，成为中国环保企业和各科研单位呃待解决的重大问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱硝效率高、成本低廉、工艺简单、环保不会造成二次污染的烟气脱硝整体式催化剂及其制备方法。

本发明的另以目的是提供上述催化剂的制备方法。

本发明的技术方案为：本发明提出一种以钛基陶瓷为载体的烟气脱硝整体式催化剂，其特征在于所述催化剂是以钛基陶瓷为第一载体，钛锆复合氧化物涂层为第二载体，CeO₂或CeO₂和掺杂金属氧化物为活性组分；其中以第一载体的质量为基准，第二载体钛锆复合氧化物负载量质量百分含量为2.5～40％，活性组分负载量的质量百分含量为1～25％。

上述的CeO₂的负载量以第一载体的质量为基准，其质量百分含量为1～20％。所述掺杂金属氧化物为Mo、W、Cu、Fe、La金属氧化物的一种或几种；掺杂金属氧化物的负载量以第一载体的质量为基准，其质量百分含量为0～5％。

上述的钛基陶瓷为二氧化钛瓷、ATS(Al₂TiO₅-TiO₂-SiO₂)陶瓷或钛酸铝瓷。

本发明还提供了上述催化剂的方法，其具体步骤为：

(1)TiO₂-ZrO₂复合溶胶制备

先将钛酸丁酯与无水乙醇按体积比为0.5-1∶1配制A液，再将冰醋酸、水、无水乙醇按体积比为12∶5∶30以先后顺序加入配制B液，然后按体积比0.5-1∶1将A滴加到B中，搅拌20～30分钟，然后加入氧氯化锆搅拌30～60分钟，即制得钛锆混合溶胶；

(2)TiO₂-ZrO₂复合氧化物第二载体层的涂覆