[发明专利]一种脱除排放废气中氮氧化物的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种脱除排放废气中氮氧化物的催化剂及其制备方法。 

背景技术

火力发电过程中，化石燃料燃烧排放大量的NO_x，造成严重的环境污染。在各种脱氮氧化物方法中，选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)技术是脱除各种排放废气中NO_x最为重要且最具工业应用价值的一种方法。该法是在催化剂作用下，以NH₃为还原剂将NO_x还原为N₂再排入大气当中。 

目前广泛使用的催化剂为V₂O₅-WO₃/TiO₂和V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂。为达到一定的脱硝活性，钒含量在0.8％～2％之间。 

用于SCR脱硝过程的钒基催化剂的研究非常成熟，并已大规模商业化应用。催化剂主要有蜂窝状和板式两种构型。在化学计量比NO/NH₃＝1.0～1.1，温度区间为300～450℃，反应空速为2000～5000hr^-1的条件下，NO_x的脱除率可达80％～95％。国际上几家主要SCR催化剂供应商围绕钒基催化剂从催化剂配方、催化剂构型及催化剂成型方法等方面申请了大量专利，如三菱(US4833133，US4891348，US5869419，US7256155)、Babcock-Hitachi(US5348987，US6063342，US6833117)、德固萨(US5198403，US5300472)、触媒化成(US4188365，CN03122008.8)、堺化学(US4755500，US4892716)等。 

钒基催化剂主要优点表现在其高活性和高抗硫性能，但也存在突出问题，即钒的化合物具有很强的毒性，在制备、使用过程中，以及对失活催化剂的处置不当会造成钒的二次污染。一些发达国家和地区已开始评估钒化合物的流失对于环境和人体的影响，并限制钒基SCR催化剂的使用范围。因此需要一种可以用于减少烟气NO_x排放，活性高、温度窗口宽、热稳定性好的新型SCR催化剂，其在燃煤电厂烟气温度下具有很好的SCR活性，并且其中不含钒的化合物。 

铈的氧化物或复合氧化物以其优良的氧化还原性能而被用做储氧材料，但其耐硫性差，反应气氛中的SO₂和氧化铈作用生成硫酸铈使其失去氧化还原能力。燃煤电厂烟气含有400～1300ppm的SO₂，如此高浓度的SO₂将使铈基材料很快失去作用。本发明以TiO₂作为骨架材料，使其与铈的化合物等形成均质泥料，通过挤出机成型得到蜂窝状催化剂结构体。通过TiO₂与铈的化合物等的混合挤出，即实现铈的化合物整体挤出成型，保留了铈的化合物原有脱硝活性，又克服了铈的化合物抗硫性差的缺点。使得该催化剂在电厂烟气温度区间即具有高的SCR活性，又具有良好的耐硫稳定性，可以用于燃煤电厂烟气SCR脱硝过程。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种脱除排放废气中氮氧化物的催化剂及其制备方法。 

本发明提供了一种脱除排放废气中氮氧化物的催化剂，该催化剂组成包括第一组分氧化物、第二组分氧化物、第三组分氧化物、成型助剂； 

第一组分氧化物为基体材料，选自钛的氧化物TiO₂，其重量百分含量 为催化剂重量的45～85％。； 

第二组分氧化物选自铈的氧化物CeO₂、锆的氧化物ZrO₂、镧的氧化物中的一种或其组合，其重量百分含量为催化剂重量的6～50％； 

第三组分氧化物选自钨的氧化物WO₃、钼的氧化物中的一种或其组合，其重量百分含量为催化剂重量的5～10％； 

成型助剂为粘土，其加入量的重量百分含量为5％～30％。 

本发明提供的脱除排放废气中氮氧化物的催化剂，所述催化剂具有蜂窝状结构。