[发明专利]一种钒系中高温选择性催化还原催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于火电厂烟气脱硝技术领域，特别涉及一种钒系中高温SCR催化剂的制备方法。

背景技术

选择性催化还原法(SCR)是目前应用最广泛、处理效率最高的脱硝技术，目前用于SCR脱硝反应催化剂种类有很多，V₂O₅/WO₃(MoO₃)/TiO₂(锐钛矿型)系列催化剂以其脱硝效率高、耐高温、活性高和抗中毒性能佳等优点，成为目前应用最广的SCR工业催化剂。但其所需温度较高，一般要求控制在573～673K，较高的烟气温度是催化剂存在烧结等问题，这些都导致了催化剂的失活。

一般认为V₂O₅具有良好的催化还原NO的性能，WO₃作为助剂在稳定催化剂结构和改变催化剂织构等方面有一定作用，而TiO₂具有良好的耐硫性能。选择TiO₂作为载体，是因为在SO₂和氧气作用下TiO₂只是微弱可逆的被硫化，此外TiO₂还会与V₂O₅发生良好的电子作用，使得催化剂具有良好的活性。相关研究表明，在新的催化剂的表面，催化剂表面的V₂O₅以单层存在和聚合态为主，随着催化剂反应时间的增加，单层分散的V₂O₅逐渐减少，晶态V₂O₅的逐渐增多，老化24h之后，分散的V₂O₅基本消失，晶态V₂O₅的直接导致NH₃的氧化，导致NO的转化率降低。同时值得注意的是，V₂O₅/TiO₂(锐钛矿)是一个相当不稳定的体系，TiO₂(锐钛矿)是钛氧化物中的一种亚稳态晶体，比表面积较小，受热时表面极易收缩，在一定温度及压力条件下易转化为热力学状态比较稳定的金红石，而WO₃的加入有助于阻止锐钛矿形态的转换，稳定晶体结构，提高晶相转变温度，同时WO₃也可抑制V₂O₅晶态物种的形成。因此常作为WO₃助催化剂用来提高催化剂的热稳定性。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种钒系中高温SCR催化剂，该钒系中高温SCR催化剂不仅具备较强的高温催化活性，而且温度窗口较宽，具有较强的抗烧结能力。

本发明还要解决的一个技术问题在于提供上述钒系中高温SCR催化剂的制备方法。

技术方案：本发明的一种钒系中高温选择性催化还原催化剂以钛锆氧化物为载体，以钒的氧化物为活性成分，以钨的氧化物为助催化剂，其中，所述催化剂中，钛元素和锆元素的摩尔比为1:1，所述的钨的氧化物的质量占钨的氧化物和钛锆氧化物的总质量的6～12％；钒的氧化物的质量占总催化剂的质量的0.8％～1.1％。

所述的钛锆氧化物为TiO₂-ZrO₂，所述的钒的氧化物为V₂O₅，所述的钨的氧化物为WO₃。

本发明的一种钒系中高温选择性催化还原催化剂的制备方法包括如下步骤：

1)TiO₂-ZrO₂载体及V₂O₅/TiO₂-ZrO₂催化剂的制备：利用共沉淀法制备TiO₂-ZrO₂载体，然后依次经烘干、研磨、煅烧后备用；将制备后的TiO₂-ZrO₂载体，加入到偏钒酸铵的草酸溶液中，在30～40℃油浴下搅拌2～3h，升温至80～90℃并继续搅拌浸渍4～5h，带水分蒸干后，然后依次经烘干、研磨、煅烧后得到V₂O₅/TiO₂-ZrO₂催化剂，