[发明专利]一种抗二氧化硫适于低温使用的脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，特别是涉及一种抗二氧化硫适于低温使用的脱硝催化剂，本发明还涉及该催化剂的制备方法。

背景技术

燃煤电厂的烟气中含有二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOx，主要是NO)、粉尘(PM)和重金属(例如汞)等对人类健康有害的物质，需要进行吸收净化后达到国家要求限值才能向大气排放。目前，燃煤电厂普遍采用氨气还原法脱除NOx，在脱硝反应器中将其转化为无害的氮气(N₂)：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

2NH₃+NO+NO₂→2N₂+3H₂O

8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O

上述脱硝反应本征活化能较高，必须在催化剂存在的情况下才能发生。此外，燃煤电厂烟气中含有较高浓度的SO₂，它与氨气会发生副反应生成硫酸盐覆盖在催化剂表面，导致脱硝催化剂中毒。

2SO₂+O₂→2SO₃

NH₃+SO₃+H₂O→NH₄HSO₄

2NH₃+SO₃+H₂O→(NH₄)₂SO₄

为了实现NOx的高效脱除，燃煤电厂的烟气脱硝反应温度一般控制在300℃以上，当烟气中SO₂含量较高时，还需要进一步升高反应温度避免催化剂中毒。

近两三年来，中国电力需求增速减缓，燃煤发电机组深度调峰和低负荷运行模式已成为国内电力发展新形势下出现的新常态。连续低负荷运行时间增加，导致脱硝反应器入口烟气温度过低、催化脱除NOx效率下降、出口烟气中NOx含量超标，脱硝系统强制退出，严重影响了燃煤发电机组的正常运行。因此，开发低温烟气条件下可使用的脱硝催化剂迫在眉睫；另外，由于燃煤电厂烟气中SO₂含量较高(一般大于1000ppm)，脱硝催化剂在低温使用条件下的抗SO₂性能同样至关重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种抗二氧化硫适于低温使用的脱硝催化剂，该催化剂能够在燃煤电厂低负荷运行的烟气条件下使用，具有较好的抗二氧化硫性能，能够实现高效率的脱硝。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种抗二氧化硫适于低温使用的脱硝催化剂，包括载体、活性组分和催化剂助剂，其中，所述载体为70-90％的TiO₂,所述活性组分为0.01-10％的V₂O₅，所述催化剂助剂包括3-20％的WO₃和0.01-10％的选自Sc、Cr、Fe、Co、Ni、Ce、Zr、Sb、Pb、Ta、La中至少一种元素的氧化物，百分比以催化剂重量计。

上述脱硝催化剂，其中，所述催化剂助剂包括3-20％的WO₃和0.01-10％的选自Ce、Zr、Sb、Pb、Ta、La中至少一种元素的氧化物，催化剂助剂优选为3-20％的WO₃和0.01-10％的选自Ce、Sb、Pb、Ta中至少一种元素的氧化物，进一步优选为3-10％的WO₃和3-5％的选自Ce、Sb、Pb、Ta中至少一种元素的氧化物，最优选为3-10％的WO₃和3-5％的Ce₂O₃、Sb₂O₃、Ta₂O₅或Pb₃O₄。所述载体优选为85-90％的TiO₂,所述活性组分优选为0.1-2％的V₂O₅。

本发明还提供了一种抗二氧化硫适于低温使用的脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：