[发明专利]一种脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及脱硝催化剂，具体而言，涉及一种新型的SCR脱硝催化剂及其制备方法。所述催化剂以TiO₂为载体成分，以V₂O₅、WO₃、MoO₃和CeO₂为活性成分，拥有SO₂/SO₃转化率低、脱硝效率高、活性温度窗口宽、抗中毒能力强等高性能的优点。

背景技术

氮氧化物(包括NO、NO₂、N₂O简称NO_X)，是当今主要的大气污染物。NOx排放到空气中易形成酸雨及光化学烟雾，破坏臭氧层和造成温室效应，严重危害自然环境和人类健康。选择性催化还原(SCR)脱硝技术是目前脱硝效率最高、最具市场前景的脱硝技术，已成为国际上高效控制NOx排放的首选。SCR脱硝技术是指在催化剂的作用下，利用还原剂(无水氨、氨水或尿素)“有选择性”地与烟气中的NOx反应生成无害的氮气和水，从而去除烟气中的NOx。SCR脱硝技术的关键是选择优良的催化剂，不同的催化剂有不同的活性温度窗口和脱硝性能，因此目前对于SCR脱硝技术的研究主要集中在制备适合的催化剂。例如中国专利CN201010154268.2所公开的脱硝催化剂包含二氧化钛、三氧化钨、五氧化二钒、芳纶、纸浆棉、硬脂酸等；中国专利CN201210511327.6公开了一种脱硝催化剂的制备方法。

然而现有技术中的脱硝催化剂一般只注重对氮氧化物的催化效率，而忽略了烟气中另一主要的污染物质硫氧化物(主要为SO₂和SO₃)。现有技术中的脱硝催化剂SO₂/SO₃转化率一般都在0.8％-1％，在用氨气作还原剂时，容易生成硫酸氢铵，堵塞催化剂表面和腐蚀下游设备，造成热效率下降和压降上升等问题。而我国现在燃煤电厂所用煤质均为高硫高灰，因此迫切需要能够根据烟气参数设计低SO₂/SO₃转化率的优良催化剂配方以及脱硝技术。

发明内容

根据上述现有技术存在的问题，本发明的发明人开发了一种新型的SCR脱硝催化剂，所述催化剂以TiO₂为载体成分，以V₂O₅、WO₃、MoO₃和CeO₂为活性成分。基于催化剂的总重量，V₂O₅含量不大于1wt％，WO₃含量为2％-5wt％，MoO₃含量为1％-3wt％和CeO₂含量为0.2％-1wt％，其余为TiO₂。

根据本发明的所述催化剂非必需地可以进一步包括选自玻璃纤维3-10％、硅粉3-5％、粘土3-10％等辅助材料，以及塑化剂3-7％和润滑剂3-7％等成型剂中的一种或多种的辅助材料。基于催化剂的总重量，玻璃纤维的加入量为3-10wt％，硅粉的加入量为3-5wt％，粘土的加入量为3-10wt％，塑化剂的加入量为3-7wt％，润滑剂的加入量为3-7wt％。根据本发明的辅助材料的加入量应满足以下条件：1、辅助材料引入较少的碱性阳离子有害物质，可以在提高催化剂机械强度的同时，并不降低催化剂的活性；2、成型剂引入的有机化合物量较少，可以在提高蜂窝催化剂挤出成型性能的同时，不会增加烧成自燃现象，不影响制品的烧成质量。

所述塑化剂选自可以改善成型性能的成型剂。本发明选用甲基纤维素、聚氧化乙烯、淀粉等有机化合物中的一种或多种作为塑化剂，来提高蜂窝催化剂的挤出成型性能。

所述润滑剂，本发明选自可以减少坯体挤出摩擦阻力，具有自润滑作用的丙三醇和/或硬脂酸等成型剂，来提高蜂窝催化剂的挤出成型性能。

本发明的另一目的在于提供一种所述SCR脱硝催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

a.将钨酸铵、钼酸铵和偏钒酸铵溶解在单乙醇胺和水中；

b.将硝酸铈溶于由单乙醇胺和水中形成透明溶液，再逐渐加入步骤a中制备的溶液中，制成絮状溶液；

c.将锐钛矿型细晶二氧化钛和干粉辅助材料混合搅拌，再在搅拌下，缓慢加入步骤b制备的溶液，制成粘稠状白色稠浆；

d.向步骤c中制备的白色稠浆中加入成型剂，继续混合搅拌，得到湿式混合物料；