[发明专利]一种烟气脱硝粉体催化剂、制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种烟气脱硝粉体催化剂、制备方法及其应用。

背景技术

随着我国经济的发展，能源消耗量，特别是石化能源的消耗量大幅度增加。与此相应，大气的污染程度也日益加剧，以煤为主的能源结构是影响我国大气环境质量的主要因素。

目前，我国95％以上的火电厂是以燃煤为主，短期内难以改变。燃煤过程中排放的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物和粉尘分别占我国排放量的87％、71％、67％和60％。我国能源消耗占世界的8％～9％，但NO_x排放量却达约10％；其中由燃煤所释放的NO_x占到全国NO排放总量的67％。

氮氧化合物，包括NO、NO₂、N₂O、N₂O₃等，是空气污染物的主要来源之一，会对于人体呼吸系统造成危害，同时也是光化学烟雾和酸雨的重要成因。国外经验表明，以NH₃为还原剂的选择形催化还原技术(SCR)是目前有关烟气脱硝最有效的方法。

在固定源烟气中NO_x的消除技术主要有两种，一种是还原法，一种是氧化法。还原法包括选择性催化还原和非选择性催化还原。选择性催化还原(SCR)受锅炉运行条件影响较小，易于控制，脱硝效率很高(可达90％以上)，氨气逃逸率低，需采用催化剂，投资和运行费用较高，技术应用成熟。选择性非催化还原(SNCR)是用液氨、尿素等还原剂喷入炉内与NO_x进行选择性反应，具有设备简单，投资运行费用低等优点，但脱硝效率仅为30～50％，且氨逃逸率高，应用受到极大限制。氧化法(LOTOxTM技术)利用强氧化剂(O₃)将难溶于水的NO氧化为易溶于水的N₂O₃和N₂O₅的高价态的氮氧化物并通过洗涤塔吸收溶解。O₃的制备费用较高，臭氧发生器效率低、电耗大、占地大，成本限制该技术的应用。SCR工艺目前应用最多，最为成熟的技术。NH₃-SCR技术的核心是SCR催化剂体系，SCR催化剂不同，其还原NO_x的最佳温度区间不同。

当前，V₂O₅/TiO₂催化剂在商业上应用比较广泛，通过添加WO₃、MO₃、CeO₂等助剂来提高催化剂的稳定性，反应温度维持在350℃以上，以避免SO₂对催化剂的毒化作用，为此脱硝装置须要置于锅炉系统空气预热器和电除尘之前以满足对于反应温度的要求。这样，烟气中的高浓度的烟尘会影响催化剂的脱硝效率、稳定性和寿命。如果将含有高温SCR催化剂的脱硝装置置于脱硫之后，极大地降低了粉尘对催化剂的冲蚀和毒化作用，环境相对干净，设备改造更简单。因此，研制可以将脱硝装置置于电除尘之后的低温催化剂，既可以避免粉尘的影响，又可以利用烟气自身的余热进行SCR反应，所以研发低温、高活性、抗SO₂和H₂O毒化的SCR催化剂是目前国外烟气脱硝的研究热点。