[发明专利]一种用于固定源尾气脱硝的蜂窝状金属丝网催化剂及制备

说明书

技术领域

本发明属于固定源尾气脱硝的催化剂制备领域，涉及采用蜂窝状载体的催化剂的制备。

背景技术

我国火电行业的装机容量、发电量与煤耗量均呈不断增长的趋势，由此产生的氮氧化物(NO_x)对环境的影响日趋严重。

目前固定源尾气的脱硝技术主要采用氨的选择催化还原法(NH₃-SCR)，其核心是催化剂的研究。根据催化剂载体的不同，目前市场上应用于固定源尾气脱硝的催化剂主要分为蜂窝式、平板式和波纹板式，其中蜂窝式催化剂因具有较低的压降、耐磨损性能以及优良的脱硝活性得到越来越广泛的应用，但现有的蜂窝式催化剂存在一些缺点，其最佳工作温度一般在300～450℃，而在实际工况中，烟气温度难以达到这个温度区间，为取得较好的脱硝效果还需要另加热源，从而使得成本提高；另一方面为了达到较好的脱硝效果和抗硫抗水性能，蜂窝式脱硝催化剂一般具有较高的孔密度，但是实际烟气中含有的大量水、二氧化硫和粉尘很容易使催化剂发生堵塞，大大增加了动力系统的能耗。因此需要开发能够在较低温度下具有优良的脱硝活性、抗硫抗水性能，且具有抗粉尘堵塞能力的催化剂。

专利号为CN200910030398.2的专利文件公开了一种用于工业废气的高效脱硝整体式蜂窝型选择催化还原催化剂，属于挤出式催化剂，载体为纳米二氧化钛，该催化剂对烟气脱硝的反应温度在250～400℃，当反应温度370℃时，NO_x转化率可以达到88％，但该催化剂的反应条件要求严格，抗硫性能差，在250～300℃温度范围内脱硝活性较低。申请号为CN201010108972.4的专利文件公开的用于中低温烟气的负载型SCR脱硝催化剂，在250℃时氮氧化物脱除率达到95％，该催化剂属于颗粒状，在实际应用时存在气体阻力大，安装困难等缺点。专利号为ZL200710010359.7的专利文件公开了一种具有氧化铝涂层的蜂窝状金属丝网催化剂载体，由附着氧化铝涂层的多个平板状金属丝网和多个瓦楞状金属丝网相互交替堆积并固定成型，该载体内部通道具有三维通透结构，反应物能在三维方向上进行传质传热，目前这种催化剂载体尚未投入实际应用。

发明内容

本发明的目的，是克服现有的固定源尾气脱硝催化剂在较低温度下脱硝活性较差、易硫中毒、在电厂烟气工况下易受粉尘堵塞等缺点，利用已有的三维通透的蜂窝状金属丝网载体，制备一种对气体阻力小，在较低温度范围内具有优良的脱硝活性、抗硫抗水性、抗粉尘性的蜂窝状催化剂。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于固定源尾气脱硝的蜂窝状金属丝网催化剂，其载体是由表面附着有氧化铝涂层的金属丝网构成的，载体的内部通道具有三维通透结构，其特征在于，是通过分步负载的方法将活性组分V₂O₅、WO₃和TiO₂负载于催化剂载体表面制备的，其中V₂O₅、WO₃和TiO₂的质量之和为氧化铝涂层和V₂O₅-WO₃-TiO₂总重量的10％～70％，V元素的质量为V₂O₅、WO₃和TiO₂质量之和的0.2％～5.6％。

该催化剂表达式为V₂O₅-WO₃-TiO₂/蜂窝状金属丝网催化剂，上述氧化铝涂层和V₂O₅-WO₃-TiO₂总重量，是指催化剂载体表面附着的氧化铝涂层重量加上活性组分V₂O₅、WO₃和TiO₂的质量之和，V₂O₅在催化剂中起到提高低温脱硝活性的作用，WO₃用于促进其脱硝活性，TiO₂起到抗硫中毒的作用。