[发明专利]烟气脱硝用的氧化钛分子筛整体型催化剂

说明书

技术领域

本发明为掺杂的Hollandite型氧化钛脱硝整体型催化剂，涉及催化、环保和节能领域中催化选择性还原氮氧化物(SCR)的控制技术。其特征以蜂窝堇青石陶瓷材料为基体，以γ-Al₂O₃为第一载体，以锐钛矿晶型TiO₂为第二载体，以骨架钒离子(V⁵⁺)的Hollandite型氧化钛(V-HOL)为活性组分。本发明整体型催化剂的特点是：80～450℃的宽使用温度；NH₃作还原剂对NO_x转换率大于85％的高脱销效率和大于95％N₂的高选择性，强的抗湿抗硫能力。本发明适用于280～450℃中温或80～200℃低温NH₃选择性催化或移动源的氮氧化物的排放控制。 

本发明还涉及上述催化剂的制备方法。 

本发明还涉及上述催化剂应用于或移动源脱硝。 

背景技术

随着我国能源消费量不断增长，与之对应的氮氧化物(NO_x)排放量也迅速增加。NO_x不仅对人体健康产生危害，而且是臭氧(O₃)、细粒子和酸沉降等二次污染的重要前体物。根据NOx的来源可以分为和移动源，其中是大气环境污染物NOx的重要排放源，大约占40％NOx排放量，移动源也占有相当大的比例。NOx排放控制技术可分为低NO_x燃烧技术和烟(尾)气脱硝技术两大类。低氮燃烧技术是一种从源头控制NO_x排放的技术。通常情况下，采用各种低氮燃烧技术最多能降低50％NOx排放量。所以需要采用高效烟(尾)气脱硝技术来进一步减少NO_x，其中NH₃选择性催化还原NO_x技术(Selective Catalytic Reductionof NOx by ammonia，NH₃-SCR)是目前国际上应用最为广泛的烟(尾)气脱硝技术。 

在中温NH₃-SCR技术中，SCR反应器布置于锅炉省煤器和空气预热器之间，这种布置方式的优点是烟(尾)气温度高，满足了催化剂活性要求，在商用催化剂V₂O₅-WO₃/TiO₂上，300℃时NO转化率达90％以上。缺点是高尘烟(尾)气中含有大量的粉尘和SO₂易导致催化剂堵塞和中毒。低温NH₃-SCR技术是将SCR反应器布置于除尘脱硫之后，这样就可同时避免粉尘和SO₂的影响，而且便于和现有的锅炉系统相匹配，装置设备费用和运行费用较低。但该技术的难点是由于烟(尾)气在经过除尘和脱硫之后，温度降至150℃以下，催化剂的低 温问题尤显突出。所以，研制开发与之匹配的低温SCR催化剂成为该研究领域的热点。 

在烟(尾)气脱硝技术方面，发达国家处于国际领先的地位。对于NH₃-SCR技术的专利，多为日本、美国、欧洲等发达国家和地区所申请，中国申请的专利少于20项，涉及技术核心-实用型催化剂则更少。如国华太仓发电厂烟(尾)气脱硝工程，所使用的是日本日立造船株式会社的SCR催化技术，中国国内只是完成一些改造诸如反应器设计、氨/空气喷雾系统设计与控制等系统设计等方面的非发明技术。 

本发明的目的是提供一种掺杂的Hollandite型氧化钛脱硝整体型催化剂，该催化剂即可以使用于中温NH₃-SCR，又可以用于低温NH₃-SCR。催化剂的特征以蜂窝堇青石陶瓷材料为基体，以γ-Al₂O₃为第一载体，以锐钛矿晶型TiO₂为第二载体，以骨架钒离子(V⁵⁺)的氧化钛(V-HOL)为活性组分。本发明适用于280～450℃中温或80～200℃低温NH₃选择性催化控制固定源或移动源的氮氧化物排放，具有巨大的经济价值。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种280～450℃中温或80～200℃低温NH₃选择性催化还原氮氧化物的整体型催化剂。 

本发明的另一个目的是提供制备上述整体型催化剂的方法。 

本发明还涉及上述催化剂用于氮氧化物的排放控制。