[发明专利]一种脱硝催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱硝催化剂的制备方法。

背景技术

NO_x是形成酸雨、光化学烟雾和大气臭氧层破坏的主要污染物。“十二五”期间已明确要求需对NO_x实现总量控制。2012年实施的《火电厂大气污染物排放标准》，要求NO_x排放限值为100mg/m³。因此，如何有效的脱除烟气中的氮氧化物成为迫切需要解决的问题。目前的脱硝技术中，选择性催化还原法（SCR）利用氨等还原剂，通过催化剂的作用，有选择性将废气中NO_x还原转化为对大气无害的N₂和H₂O，具有选择性好和效率高等特点，成为目前应用最广泛的烟气脱硝技术。

脱硝催化剂是SCR技术的核心，由于电厂、工业锅炉等烟气量大，脱硝催化剂一般采用整体式结构。CN101380543A公开了一种烟气脱硝复合催化剂，该催化剂以铝基或硅基陶瓷为第一载体，硅铝复合氧化物为第二载体，铈锆复合金属氧化物为活性组分。 CN101961656A公开了一种脱硝催化剂，该催化剂以负载有TiO₂-SiO₂涂层的堇青石蜂窝陶瓷为载体，活性组分为V₂O₅、WO₃、MoO₃、SO₄^2-中的两种以上的混合。 CN102008952A公开了一种脱硝复合氧化物催化剂，该催化剂以蜂窝陶瓷为载体，以Ti-Zr复合氧化物为载体涂层，以锡铈钨复合氧化物为活性组分。CN101357328A公开了一种脱硝催化剂，该催化剂以硅基陶瓷为载体，活性SiO₂为第二载体，氧化铈添加适量过渡金属为活性组分。CN1593752A公开了一种用于电站烟气SCR脱硝的催化剂。该催化剂在堇青石蜂窝上负载Al₂O₃为载体涂层，负载V₂O₅和WO₃为活性组分。CN101234345A公开了一种脱硝催化剂，该催化剂以铝基陶瓷为载体，活性Al₂O₃为第二载体，CeO₂添加适量金属氧化物为活性组分。CN101053838A公开了一种脱硝催化剂，该催化剂以堇青石为载体，负载Al₂O₃涂层后，再负载CuO为活性组分。

上述专利中在制备涂层溶胶或浆液过程中，一般都加入2%~5%的化学造孔剂，如尿素、聚乙二醇等等，提高表面涂层的孔道数量，增大比表面积，有利于脱硝反应的进行，由于烟气当中的飞灰以及反应中生成的硫酸氢铵等不断沉积在孔道内部，堵塞孔道，最后使催化剂失活。所以进一步提高涂层中大孔的数量，能够提高催化剂反应的空间以及抗飞灰和盐中毒的能力，而大孔的数量的增多，势必会影响到催化剂涂层的机械强度，可见大孔的数量和涂层的机械强度之间存在着难以解决的矛盾，常规的制备技术难以兼顾这两个问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种脱硝催化剂的制备方法，本发明方法制备的脱硝催化剂涂层中含有较多的大孔同时还能保证一定的机械强度，具有良好的脱硝活性、稳定性和抗毒化性能，制备工艺简单，适用于工业应用。

本发明的脱硝催化剂的制备方法，包括如下内容：

（1）将炭黑粉加入到含有硅源的乙醇溶液中，在超声分散条件下混合均匀，固液分离，固相进行干燥处理，得到硅源改性的炭黑粉；

（2）将步骤（1）得到的炭黑粉与铝溶胶混合均匀，得到涂层浆液；

（3）将预处理的堇青石蜂窝陶瓷基体浸入到涂层浆液处理，取出，吹去残液，干燥，然后在无氧气氛中高温处理，得到负载涂层的堇青石蜂窝陶瓷基体；

（4）用含有活性组分的浸渍液浸渍步骤（3）得到的载体，干燥，焙烧，得到最终产物。

本发明方法中，步骤（1）所述的炭黑粉可以选自市售商品，如乙炔炭黑、N330炭黑、FW200炭黑等。

本发明方法中，步骤（1）所述的硅源为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或正硅酸丁酯中的一种或几种。

本发明方法中，步骤（1）所述的炭黑粉与含硅源的乙醇溶液的固液质量比为1：5~1：30。

本发明方法中，步骤（1）所述的硅源以二氧化硅计与炭黑粉的质量比为5：1～1：1。