[发明专利]一种稀土基平板式脱硝催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土基平板式脱硝催化剂及其制备方法，属于环保催化材料和大气污染治理领域。

背景技术

燃煤电厂氮氧化物超净排放已全面铺开，在社会各界的共同努力下已取得显著的成效。目前，燃煤电厂使用最广泛的脱硝技术是选择性催化还原技术（SCR），其核心是催化剂，多为钒钛系。其中V₂O₅是一种剧毒物质，微溶于水，会损害人的呼吸系统和皮肤，造成肾损害、视力障碍等，且钒钛体系催化剂在生产、使用过程中都会产生污染，废旧的钒钛催化剂属于危险固体废弃物，目前没有有效的手段对这种废旧催化剂进行有效的处理，多以填埋为主，填埋不仅成本昂贵，而且是对资源的极大浪费，还有可能产生大量严重的土壤污染。预计2018年后燃煤电厂钒钛脱硝催化剂保有量达90~120万m³，大量的催化剂给环境带来巨大的威胁。因此，迫切需要开发环保、高效的SCR催化剂。

我国燃煤电厂工况较为复杂，飞灰含量较高，飞灰颗粒及飞灰中的Al、Si对脱硝催化剂冲刷较为严重，损害催化剂的寿命。平板式脱硝催化剂在高灰环境中适应性较强，被广泛应用于燃煤电厂中。据统计，2015年平板式催化剂产能占比49.2%。

目前，稀土基脱硝催化剂研究多集中在粉末状、蜂窝状，少有涉及平板式脱硝催化剂的研究。在众多稀土基催化剂中， CN103240079、CN104368329A、CN105664912A、CN103816891A用共沉淀法制备铈锆钨、铈铌锆、铈锡锆、铈钼锆复合氧化物脱硝催化剂；CN1401416、CN1457920以CuO为活性组分，γ-Al₂O₃为载体，堇青石蜂窝陶瓷为支撑体；CN104258840A公开了一种以钛锆氧化物为载体，以铈的氧化物为活性组分；CN104475083A公开了一种非钒脱硝催化剂，该催化剂以锰锆复合氧化物为载体，三氧化钨为活性组分，锰锆复合氧化物采用水热法制备；CN104772139A公开了一种MnCeZr催化剂的制备方法；CN104971736A公开了天然铁锰复合氧化物催化剂，以纳米-微米多级孔结构的天然铁锰氧化物矿石为原料，催化剂含有纳米铁氧化物和纳米锰氧化物；CN104941655A 公开了用共沉淀法制备了铁钨复合氧化物脱硝催化剂，两种组分的协同效应保证了催化剂具有较高的NO_X转化率和较宽的温度窗口；CN104607209A公开了一种由2~10%的WO₃、2~10%的BaSO₄和余量的TiO₂组成，制备TiO₂-WO₃-BaSO₄复合粉体催化剂；CN104353485A公开了采用离子交换法制备含Cu质量百分比为1.5~2.5%的Cu/ZSM-5催化剂涂覆于蜂窝载体上，在170~500℃温度区间具有90%以上的脱硝效率。CN102941083A公开了一种钛基纳米管构成催化剂的载体外壳，铈和锰的氧化物组成催化剂的活性纳米粒子内核的中低温核壳型脱硝催化剂。这些催化剂的不足之处或制备工艺复杂、工业应用化困难，或是催化剂抗耐磨性能差、抗硫、抗水性能差，或抗碱金属、碱土金属等固态毒物性能差，或催化剂温度窗口窄难以满足工业化应用，且很少有关于稀土基板式催化剂的专利。因此，开发高效、环境友好的新型板式脱硝催化剂需求迫在眉睫。

发明内容

本发明制备的稀土基脱硝催化剂克服废旧催化剂回收处理难的缺点，提高了各氧化物之间的协同作用，使催化剂在H₂O、SO₂、As、碱、碱土金属表现较好的抗性，提供一种高温稳定性好，骨架稳定性强，抗磨、抗震性能优良，温度窗口宽和脱硝效率高，制备工艺简单，成本低，满足工业化应用，适用于各种固定源及移动源的脱硝。

本发明的另一个目的是提供上述催化剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种稀土基平板式脱硝催化剂，所述的催化剂是以锐钛型二氧化钛粉料为第一载体，钛钼硅复合氧化物为第二载体，钽铈镧复合氧化物为活性组分，钨、钴、镍、锆、铁的氧化物一种或几种为助催化剂，并添加粘结剂、润滑剂制备成均匀的催化剂膏料，经陈腐、涂覆、干燥、压切、煅烧制得平板式脱硝催化剂。