[发明专利]一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及SCR脱硝技术领域，特别涉及一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂及其制备方法。一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂，该催化剂以蜂窝状堇青石多孔陶瓷作为载体，ZrO₂‑Al₂O₃‑SiO₂复合氧化物作为二次载体，V₂O₅为活性成分，辅助活性组分包括钨、铜、铈、镁中的一种或两种以上。Al₂O₃的添加可以获得更大的比表面积，负载更多的活性组分；SiO₂和ZrO₂的添加可抑制Al₂O₃在高温下的相变，增强催化剂的热稳定性，进而可使活性组分得到更好的分散，提高催化剂的活性。

技术领域

本发明涉及SCR脱硝技术领域，特别涉及一种船舶柴油机SCR脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

随着水上运输的发展，船舶数量越来越多，船舶尾气排放对大气造成的污染也日益严重。通过调研了解到，一艘燃油含硫量3.5％的船舶平均每天的排放量相当于21万辆卡车造成的污染，带来几十种致癌的化学污染物。据统计，上海港船舶NO_x、SO₂、PM_2.5的排放量对上海市的贡献率分别达到了11.6％、12.4％和5.6％；2012年进出深圳港的远洋船舶每年约排放1.6万吨二氧化硫，占深圳市排放总量的65.8％，成为该市最大的二氧化硫排放源；香港2012年船舶排放的二氧化硫、氮氧化物和PM_2.5的排放分担率分别达到50％、32％和37％。船舶已成为许多港口城市和内河区域大气质量的主要污染源。

为治理大气污染，限制船舶废气排放，国际海事组织(IMO)于2010年对MARPOL公约附则VI中NO_x的排放限值进行了修正，并将于2016年1月1日起施行Tier III标准。面对严格的船舶排放法规，后处理脱硝技术是一个必然的选择。目前，船用及车用柴油机后处理装置中脱除NO_x的商业化SCR催化剂配方多以TiO₂为载体，V₂O₅为活性组分，WO₃或MoO₃为助催化剂。

CN104349839A SCR催化剂及其制备方法，该发明公开一种以波纹状陶瓷或玻璃纤维为基材涂覆底漆制备SCR脱硝催化剂。底漆主要包含铁促进β-沸石和二氧化钛，并用浸渍法掺入氧化铈、氧化钕、氧化钨等辅助活性成分。其中，浸渍作为氧化铈前体的硝酸铈溶液时在550℃下进行。该发明得到的催化剂在高于500℃的温度下仍具有较高的催化活性，但产品的适用范围窄，难以满足船舶SCR脱硝的要求。

CN104415781A一种船舶柴油机排气脱硝催化剂的制备方法，该发明涉及一种适应各种工况，使用寿命长的船舶柴油机脱硝催化剂及其制备方法。在脱硝催化剂制备过程中对钛白粉进行一次改性及二次改性，使得活性组分分步、分层的负载于基体钛白粉中，提高了催化剂在船舶柴油机低转速下的脱硝效率。脱硝催化剂所含活性成分为V₂O₅、WO₃，催化剂的辅助活性成分采用CuO，通过真空挤出的方法制得成型的船舶柴油机脱硝催化剂。该催化剂具有低温条件脱硝效率高，机械强度大，使用寿命长的优点，但存在抗硫、抗中毒能力弱的缺陷。

CN104841464A一种低温抗硫SCR催化剂的制备配方与制备方法，该发明提供了一种用于去除氮氧化物的低温抗硫SCR催化剂的制备配方与制备方法，催化剂载体为TiO₂，催化剂活性成分为V₂O₅，助剂为WO₃、P₂O₅以及Br元素。催化剂制备采用浸渍法，在未烘干条件下经200-270℃和400-500℃温度下分别焙烧，再筛分得到成品催化剂。催化剂具有良好的低温性能和抗硫特性，同时制备工艺的周期短，易于工业生产，但是存在耐高温能力差，使用寿命短的缺陷。