[发明专利]一种添加改性凹凸棒土的低温SCR催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于SCR脱硝技术领域，尤其涉及一种添加改性凹凸棒土的低温SCR催化剂的制备方法。

背景技术

氮氧化物（NO_X）是通常是在火电厂、工业窖炉的燃料燃烧和机动车辆的尾气排放过程中产生，氮氧化物是产生酸雨和酸雾的主要原因之一，因此氮氧化物的减排工作一直是各国关注的重点。

在氮氧化物（NO_X）排放控制技术中，SCR脱硝技术是以氨气为还原剂，选择性地将氮氧化物还原成氮气和水的脱硝技术,由于其优异的脱硝效率和选择性，且技术成熟、稳定，成为目前脱硝市场的主流技术。SCR脱硝工艺的核心单元为SCR催化剂，催化剂的性能直接决定系统的脱硝效率，目前主要采用V2O5/TiO2 系列催化剂，但在实际应用中该催化剂存在着钛白粉（TiO2）价格昂贵导致的催化剂成本较高和催化活性温度（300℃以上）要求高的局限。而在我国，一些工业窖炉如焦化炉、玻璃窑、水泥窑、陶瓷生产线等烟气温度较低，排放温度往往远低于300℃，电站锅炉在大气温度较低和低负荷运行时，烟气温度会较低，因此SCR脱销催化剂达不到较高活性，烟气排放浓度将不能满足国家环保要求。当前低温SCR脱销技术还不够成熟，并且低温SCR脱销催化剂还面临着SO₂中毒和堵塞的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱硝效率高，使用寿命长，成本相对低廉的低温SCR脱销催化剂及制备方法。

为达到以上目的，本发明提供的如下方案：

一种添加改性凹凸棒土的低温SCR催化剂，其特征在于：所述低温SCR催化剂为以凹凸棒土和含钨钛白粉制成载体，载体上负载催化活性物质V2O5、通式为MOx的金属氧化物形成的催化剂，其制备方法包括以下步骤：

（1）制备改性凹凸棒土；

（2）取上述改性凹凸棒土和含钨钛白粉制备泥浆状载体；

（3）制备催化活性物质V2O5和MOx，得到催化剂粉末;

（4）将上述催化剂粉末制备成催化剂成品。

如上所述一种添加改性凹凸棒土的低温SCR催化剂及其制备方法其特征在于：所述步骤（1）中制备改性凹凸棒土是

将凹凸棒土置于4-8mol/L、80℃的酸溶液中，机械搅拌8个小时；用去离子水将凹凸棒土水洗至中性，在80-105℃的温度下干燥12个小时，即得到改性凹凸棒土。

如上所述一种添加改性凹凸棒土的低温SCR催化剂及其制备方法其特征在于：所述步骤（2）中制备泥浆状载体是将改性凹凸棒土和含钨钛白粉干混、混合均匀，改性凹凸棒土重量组分为5～10份、含钨钛白粉重量组份为70～80份，然后加入去离子水、按照液固比1.5-2:1配制成泥浆状载体。

如上所述一种添加改性凹凸棒土的低温SCR催化剂及其制备方法其特征在于：所述步骤（3）制备催化活性物质V2O5和MOx，得到催化剂粉末是以干物质计偏钒酸铵重量组份为3～5份、硝酸盐重量组份为3～10份，将配制的偏钒酸铵溶液、以硝酸盐配置的硝酸盐溶液加入所述泥浆状载体，搅拌均匀，再利用旋转蒸发仪减压蒸馏，蒸发除去水分干燥完全后，接着在300-500℃高温下煅烧，偏钒酸铵分解生成V2O5，硝酸盐分解生成MOx，得到催化活性物质；干燥煅烧后的物料研磨至400目，即得到催化剂粉体。

如上所述一种添加改性凹凸棒土的低温SCR催化剂及其制备方法其特征在于：所述步骤（4）中催化剂成品的制备是按将催化剂粉体、成型助剂置于搅拌器中，成型助剂重量组份为3～10份，加水和少量5%氨水，搅拌一段时间、制备成可塑性泥料， 根据催化剂形状要求，将泥料制成催化剂毛坯，在一定湿度和温度下干燥，在500-650℃高温下焙烧一段时间即得到催化剂成品。

如上所述一种添加改性凹凸棒土的低温SCR催化剂及其制备方法其特征在于：所述酸溶液与凹凸棒土的液固比为2-4:1，酸溶液为硝酸、硫酸、盐酸溶液中的一种。

如上所述一种添加改性凹凸棒土的低温SCR催化剂及其制备方法其特征在于：所述偏钒酸铵溶液为将偏钒酸铵加入溶有少量乙醇胺的热水中，在100℃温度下搅拌2个小时得到的。

如上所述一种添加改性凹凸棒土的低温SCR催化剂及其制备方法其特征在于：所述硝酸盐溶液中的金属为锰、铁、铜、钴、铈中的一种或几种，其中硝酸锰采用工业级50%的硝酸锰溶液。