[发明专利]一种蜂窝式无钒烟气脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜂窝式无钒烟气脱硝催化剂及其制备方法，尤其是无钒烟气脱硝催化剂及其制备方法，该发明属于无机新材料技术领域。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物之一，排放要求日益严格。我国《“十二五”节能减排综合性工作方案》中规定：到2015年，全国氮氧化物排放总量要比2010年下降10％。2011年9月国家环保部颁布的GB13223-2001《火电厂大气污染物排放标准》对火电厂NO_x排放浓度作了更为严格的要求：规定第三时段新建、扩建、改建的燃煤锅炉，NO_x最高允许排放浓度为100mg/m³。国家环保部颁布的《石油炼制工业污染物排放标准》要求：2015年7月1日起，新建催化裂化装置排放再生烟气中氮氧化物要求小于200mg/m³，特别排放限值要求小于100mg/m³，2017年7月1日现有企业也执行该标准。在众多烟气脱硝技术中，选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是仍然是国际主流的技术，其NO_x脱除率可达到80％～90％。其中，脱硝催化剂是SCR技术的核心，发达国家在上世纪80年代就开发出了针对煤质特点、锅炉类型等的一系列脱硝催化剂，我国许多科研单位与企业针对我国燃煤锅炉和催化裂化烟气状况也进行了一系列的研究，并开发了一些脱硝催化剂。

CN201010537130提出了利用水热方法制备脱硝催化剂的方法，首先将钛源前驱体和钼源前驱体混合，置于高压釜中进行水热反应，过滤、洗涤并干燥得到钛钼粉脱硝催化剂，同时还可引入钒和钼等元素，制备多金属氧化物催化剂。该方法制备的催化剂活性组分晶粒小、比表面积较大，但由于没有经过充分混合过程，可能导致同种物料聚集程度较高的现象发生，对催化剂活性会有一定影响。

CN201110345605提出了一种脱硝催化剂的制备方法，向偏钛酸浆料中依次加入钼酸铵、钼酸铵和偏钒酸铵，超声波打浆，再调节pH值至4.0～6.5，静置、分离、烘干得到催化剂粉体。该方法工艺简单、成本低，但是偏钒酸铵以固体添加，钒的溶解性有待验证，钒分散不均时虽然活性很高，但SO₂/SO₃转化率会较高，影响催化剂使用性能。

CN201210400949提出了一种二氧化钛-三氧化钼复合粉体的制备方法，将仲钼酸铵溶液加入偏钛酸浆液中，搅拌后直接真空干燥得到成品。该方法工艺简单，但是钛-钼的混合强度较低，对材料的性能会有一定的影响。

CN103143396B提出了一种蜂窝式脱硝催化剂的制备方法，将二氧化钛、二氧化硅、活性物质和成膏状，而后加粘结剂、玻纤等，最后挤出成型。该方法工艺简单，但是活性物质的分布不好，导致催化剂的脱硝效率较低。

综上所述，脱硝催化剂的制备都涉及多种金属氧化物的混合，混合方式及制备工艺的不同并不能完全区分催化剂的脱硝性能，粉体催化剂NO_x转化率可以达到90％以上，而成型催化剂活性有一定下降，一方面说明特定金属氧化物的催化活性较高，分散不均依然可以获得较高的NO_x转化率；另一方面，催化剂成型过程也会导致催化剂活性下降。同时，催化剂整体性能的优劣还需要从其他方面的表征进行验证，催化剂的制备还要兼顾工业放大的可操作性等因素。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种蜂窝式无钒烟气脱硝催化剂及其制备方法，以克服现有技术中脱硝催化剂在烟道气中活性中心不均衡、成型性差及活性不稳定的缺陷。

本发明的目的是这样实现的，一种蜂窝式无钒烟气脱硝催化剂的制备方法，该催化剂制备方法包括如下步骤：

(1)将钛源前驱体溶于酸形成溶液；

(2)将钨源前驱体溶解形成溶液，并与步骤(1)的溶液混合均匀，形成混合溶液；

(3)调节所得混合溶液pH值至7～12，沉淀，过滤，洗涤得滤饼；

(4)在所得滤饼中加入去离子水，调成浆料，加入稀土前驱体的溶液，混合均匀后，直接进行干燥、焙烧，研磨成粉体；

(5)在所得粉体中加入助挤剂、钨源前驱体形成溶液，加造孔剂，边搅拌边加水和成膏体，并调节pH值至7～12；

(6)在所得膏体中加入纳米二氧化硅、玻璃纤维、粘结剂，均匀混合，利用挤出机挤出蜂窝式胚体；

(7)将所得胚体干燥、焙烧，即得成品。