[发明专利]一种介孔Zr、Ce共掺杂SCR催化剂

说明书

本发明公开了一种介孔Zr、Ce共掺杂V₂O₅‑WO₃/TiO₂的选择性催化脱硝的催化剂。该催化剂将过度金属元素Zr和稀土元素Ce掺杂到普遍使用的商业催化剂V₂O₅‑WO₃/TiO₂中，并对催化剂中V和W元素的负载量及W元素的负载方式进行优化，从而拓宽了V₂O₅‑WO₃/TiO₂催化剂活性温度窗口。本发明解决了V₂O₅‑WO₃/TiO₂催化剂在燃煤烟气温度过低、空速变化较大时，达不到脱硝目的以及催化剂抗水抗硫性能差等技术问题，适用于选择性催化脱硝处理工业燃煤产生的烟气。

技术领域

本发明涉及一种SCR催化剂及其制备方法和应用，特别是一种介孔杂原子掺杂的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂，其含量低、催化效率高和起活温度低、抗水抗硫活性强的SCR催化剂及其在固定源烟气中催化脱硝的应用。

背景技术

目前，我国能源消耗快速增大，机动车保有量逐年增长，NOx排放量不断上升，其酸雨类型从硫酸型已转变为硫酸硝酸复合型。随着SO₂脱除技术日益成熟，NOx脱除便已成为人们研究的热点。

根据燃料和机组的关系在燃烧前、燃烧中和燃烧后采取相应技术手段控制NOx。燃烧前控制技术主要涉及到对燃料煤的处理或使用替代燃料，主要是指燃料在燃烧前，将其中的含氮化合物脱除，该技术对燃料型NOx的控制有一定效果，但对热力型NOx作用不大，效果有限且成本较高，目前尚未形成成熟稳定的技术。燃烧中控制技术主要采用的是低NOx燃烧技术，该技术主要是通过改善燃烧组织方式，尽可能的降低燃烧区氧的浓度和温度，从而减少NOx的生成。低NOx燃烧技术的特点是工艺成熟，投资和运行费用低。在对NOx排放要求非常严格的国家，均是先采用低NOx燃烧器减少一半以上的NOx后再进行烟气脱硝，以降低脱硝装置入口的NOx浓度，减少投资和运行费用。燃烧后控制技术主要是进行烟气脱硝。烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的降低NOx排放的方法，具有很高的NOx脱除效率。烟气脱硝技术有多种，主要的技术为选择性非催化还原(Selective Non-catalytic Reduction,SNCR)和选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术，SNCR法是利用还原剂氨或尿素在无催化剂存在条件下，与NOx反应生成N₂和H₂O，其反应温度在900～1000℃之间，脱硝率为30～50％。由于温度随锅炉负荷和运行周期而变化及锅炉NOx浓度的不规律性，使该工艺应用时变得较复杂。目前全世界大约有300多套商业SNCR装置。对燃煤火电机组而言，技术成熟、工业应用广泛的主要是采用以V₂O₅-WO₃/TiO₂为催化剂的SCR脱硝技术，该技术脱硝效率高，能够达到目前最严格的排放法规和标准要求。