[发明专利]一种水热法制备的选择性脱硝催化剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及大气污染控制技术领域，具体涉及一种选择性催化还原脱 硝催化剂及其制备工艺，适用于各种烟气的脱硝。

背景技术

燃煤排放的二氧化硫和氮氧化物是引起酸雨的主要原因，其中氮氧化 物还是光化学烟雾的罪魁祸首。随着烟气脱硫技术的普遍推广应用，二氧 化硫的排放量已得到有效控制，但是氮氧化物的排放量却并未得到有效控 制，大有逐年增加的趋势，为了满足可持续发展和环境保护的需要，氮氧 化物的控制刻不容缓。

目前我国火电厂大气污染物排放执行的是于2003年修订的《火电厂 大气污染排放标准》(GB13223-2003)，其中对氮氧化物的排放要求相对 宽松，而随着各方面条件的成熟，更为严格的氮氧化物排放标准很快将会 推出。

选择性催化还原(SCR)脱硝技术目前已在欧、美、日等发达国家推 广应用，是目前世界范围内唯一能够广泛应用的烟气脱硝技术，市场占有 率在70％以上。在发达国家，以NH₃作还原剂，V₂O₅-WO₃/TiO₂(或 V₂O₅-MoO₃/TiO₂)为催化剂来消除固定源(如火力发电厂)排放的NO的工 艺已比较成熟。

目前国内外已有大量专利公开了各种类型的脱硝催化剂及制备工艺， 他们大都以V₂O₅为活性组分、以TiO₂作为载体，但是V₂O₅是剧毒物品， 并且目前世界范围内只有少数厂家可以生产适用于SCR脱硝催化剂的 TiO₂载体，关于该类型的TiO₂载体的组成和制备工艺为保密技术。而铜 不是剧毒物品，并且已被证明具有良好的脱硝活性，只是选择性稍差，可 通过加入WO₃或MoO₃来有效提高其选择性。另一方面，TiO₂纳米管相 对传统的TiO₂载体具有更为优良的微观特性，完全可以应用于脱硝催化 剂的制备。

发明内容

本发明提供了一种性能优良的选择性催化还原脱硝催化剂及其制备 工艺，其原料组成为TiO₂颗粒、水、钨或钼的可溶性盐、铜或铬的可溶 性盐和强碱，各原料之间的摩尔比为：

TiO₂颗粒：1

水：10～1000

强碱：1～500

钨或钼的可溶性盐：0.001～1

铜或铬的可溶性盐：0.005～2

所述的二氧化钛颗粒为粒径10～100nm的金红石型、锐钛矿型或者两 者的混合晶型二氧化钛，其来源包括市售的各类成品纳米TiO₂或者通过 溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法、等离子体法、激光化学法、溅射法、气 相水解法、微乳液法等制备得到的纳米TiO₂粉末。

强碱选自氢氧化钠和氢氧化钾。

铜或铬的可溶性盐包括硝酸铜、硫酸铜、氯化铜、硝酸铬、氯化铬， 硫酸铬等。

钨或钼的可溶性盐包括钨酸铵、钼酸铵等。

该类催化剂的制备工艺由以下步骤组成：

将强碱溶于水中制成强碱溶液；

向强碱溶液中加入二氧化钛颗粒和铜或铬的盐溶液，搅拌1～48小 时，再加入钨或钼的盐溶液搅拌1～48小时制得悬浊液，；

对悬浊液进行水热，水热时间为1～60小时，水热温度为100～300 ℃；

水热后的样品经酸洗、干燥和灼烧后得到催化剂成品，酸洗2～12小 时，干燥温度为40～150℃，干燥时间1～36小时，灼烧温度为200～700 ℃，灼烧时间为1～20小时。