[发明专利]一种板式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

近年来，国家对脱硝催化剂(钒钛系)加强监管，鼓励推广稀土基脱硝催化剂，为新催化剂提供了空间，鼓励企业使用稀土基脱硝催化剂替代钒钛系脱硝催化剂，同时从源头上减少废烟气脱硝催化剂(钒钛系)的产生量，力求减少全国危废产生量，推动轻稀土利用。

目前，按照火电行业总装机量8.8亿千瓦、浮法玻璃窑炉600条、陶瓷行业窑炉6000座以上计算，预计2017年国内脱硝催化剂需求总量约30万m³。随着国家环保政策及标准的不断严格，钢铁、化工等固定源和汽车轮船等移动源相关行业脱硝催化剂的用量也将持续增加。目前钒钛系脱硝催化剂的市场占有率超过90％，对于废弃的钒钛催化剂，目前并没有很好的方案处理，若处理不当，严重威胁着人类生存和生态平衡。

我国稀土储量达6588万吨，是世界上稀土资源储量及品种最丰富的国家，但是出现结构性过剩、轻稀土应用水平较低的情况，每年约富余4万吨～5万吨镧、铈元素，如果国内每年需要稀土基催化剂10万m³，则需要镧、铈氧化物约5000吨，也仅仅消化目前轻稀土镧、铈年产量的10％左右。因此，稀土基烟气脱硝催化剂产业发展，不仅可减少危废产生量，还有助于推动我国轻稀土利用平衡，为合理应用轻稀土镧、铈资源开辟新途径。

目前，国内外已有大量专利公开了各种类型的稀土基脱硝催化剂及其制备工艺，但均不能很好的处理硫中毒、活性优异和成本低的问题。

发明内容

本发明针对现有稀土基脱硝催化剂中抗中毒性能差的问题，提供了一种抗硫中毒稀土基板式脱硝催化剂。

本发明所采取的技术方案为：一种板式脱硝催化剂，以铈锑钼复合氧化物为催化活性组分，以氧化钨、氧化钴或氧化镧系中的一种或几种为助催化剂，以钛白粉和陶土混合组分为主要载体；以钛白粉和陶土混合组分载体质量为基准，各组份质量百分数为：铈锑钼复合氧化物8％～20％，助催化剂氧化物1％～3％。进一步的，钛白粉和陶土质量百分比为1:(0～1)。

进一步的，所述的铈锑钼复合氧化物活性组分中Ce/Sb/Mo的元素摩尔比为1：(0.10～0.40)：(0.3～0.6)。

本发明还提供了一种上述催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)铈锑钼复合氧化物前驱体的制备

将铈盐溶于去离子水，得到溶液A；

将锑盐溶于乙二醇，得到溶液B；

称取钼盐和一水合柠檬酸，溶于去离子水，得到溶液C；

将溶液C滴加到溶液A中，混合均匀后将溶液B滴加到混合液中；

(2)助催化剂前驱体离子溶液配置

称取钴盐、钨盐、镧系盐中的一种或几种和一水合柠檬酸，加入水搅拌至溶液呈澄清透明状，制得助催化剂前驱体；

(3)载体的制备

称取钛白粉和陶土粉体，混合均匀，制得催化剂载体；

(4)将步骤(1)制得的铈锑钼复合溶液、步骤(2)制得的助催化剂前驱体与成型添加剂一同加入载体中搅拌，然后涂覆在不锈钢网上并干燥；

(5)催化剂的焙烧

将步骤(4)制得的催化剂泥料在氨气气氛下置入窑炉焙烧制得样品。

优选的，所述溶液A中铈盐与去离子水的质量比为1：(0.9～1.1)；所述溶液B中锑盐与乙二醇的质量比为1：(0.9～2.0)；所述溶液C中钨盐、一水合柠檬酸和去离子水的质量比为1：(1.0～1.1)：(2～5)。

优选的，所述步骤(2)中金属盐、一水合柠檬酸与去离子水的质量比为1：(0.1～1.0)：(1.5～4)。

优选的，所述步骤(4)中活性组分、助催化剂、载体和成型添加剂四者质量比为(0.09～0.25)：(0.01～0.03)：1：(0.01～0.02)，所述活性组分、助催化剂和载体均以焙烧后氧化物的质量计算。

优选的，所述步骤(5)中焙烧气氛为500ppm～3000ppm氨气，载气为空气的气氛，焙烧温度为500℃～600℃，保温时间1.5～2h。

优选的，步骤(1)的铈盐来源为醋酸铈或草酸铈；步骤(1)中锑盐来源为醋酸锑或乙二醇锑；步骤(1)中钼盐来源为七钼酸铵或四钼酸铵，所述一水合柠檬酸用于调节PH。

优选的，步骤(4)中混合顺序为步骤(1)制得的铈锑钼复合溶液和步骤(2)制得的助催化剂前驱体优先混合，然后与添加剂一同加入载体中。

优选步骤(2)中的钴盐来源为硝酸钴或乙酸钴。