[发明专利]一种用于燃气锅炉尾气的低温NH3-SCR催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于燃气锅炉尾气的低温NH₃‑SCR催化剂的制备方法，其步骤是：将Fe、Mn和X(X为Sm、Ce、Zr、Co、Cr、Ni及Cu中的一种)的无机盐分别配成摩尔浓度为0.5‑1mol/L的溶液，使其混合为溶液D；将碱配成0.5‑0.7mol/L的溶液并将其逐滴滴入盛有混合溶液的容器中，同时剧烈搅拌，通过调节碱液的滴加速率，使其滴定终点pH值为9‑10，继续搅拌30‑40min，静置3‑6h后过滤；将滤饼用蒸馏水洗涤3‑5次至洗涤液为中性，干燥后得催化剂的前驱体；将上述催化剂前驱体置于马弗炉中，于500‑550℃空气气氛下焙烧4‑5h，即得到用于燃气锅炉尾气的低温NH₃‑SCR催化剂。本发明所述方法制备的催化剂低温催化活性高、抗水性强且价格低廉，具有重要的实际和经济意义。

技术领域

本发明属于环境保护技术和环境催化领域，尤其涉及一种用于燃气锅炉尾气的低温、抗水性较好的NH₃-SCR催化剂的制备方法。

背景技术

我国的能源结构以燃煤为主，随着我国经济的发展和能源消耗的攀升，大气污染问题变得越来越严重，尤其是2012年冬季以来各地出现并愈发严峻的雾霾天气。2013年9月，国务院印发的《大气污染防治行动计划》中明确提出了“优化天然气使用方式，新增天然气应优先保障居民生活或用于替代燃煤”。由此，我国各个省份逐步加速推进“煤改气”工程，预计2020年全国天然气需求量将超过2500×10⁸m³，2030年将达到4000×10⁸m³以上。和燃煤相比，天然气燃烧后尾气中氮氧化物含量较低，但是当尾气排放总量较大时，NO_x的排放量也不容小觑。

NO_x作为大气污染物质，不仅对人体健康有害，而且还会引发酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏、温室效应等环境问题。NH₃-SCR技术是应用最广泛的烟气脱硝技术，目前商业化使用的V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂在300～450℃的温度范围内具有较高的活性，但是该催化剂活性低温活性不高、钒物种具有毒性且其活性会受烟气中水蒸气的影响。燃气锅炉尾气成分及含量较燃煤锅炉有较大区别，其尾气中水蒸气含量较高，而尾气中的水蒸气会对脱硝催化剂的活性产生抑制作用，且燃气锅炉尾气温度通常较低，因此，用于燃气锅炉的NH₃-SCR催化剂必须具备优异的低温活性及耐水性。加之“煤改气”工程在我国的逐步推行，寻找用于燃气锅炉尾气的低温NH₃-SCR催化剂将具有重要的实际和经济意义。

发明内容

针对上述燃气锅炉排放尾气的特点，本发明提供一种用于燃气锅炉尾气的低温NH₃-SCR催化剂的制备方法，是一种新型的金属氧化物催化剂，该催化剂低温催化活性高、抗水性强且价格低廉，尤其是对于燃气锅炉排放氮氧化物的处理具有重要的实际和经济意义。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于燃气锅炉尾气的低温NH₃-SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将Fe、Mn和X(X为Sm、Ce、Zr、Co、Cr、Ni及Cu中的一种)的无机盐分别按一定比例溶解于水中，配成摩尔浓度为0.5-1mol/L的溶液A、溶液B和溶液C，然后将溶液A、溶液B和溶液C混合为溶液D；将碱配成摩尔浓度为0.5-0.7mol/L的溶液D；

步骤二、将溶液E逐滴滴入盛有溶液D的容器中，同时剧烈搅拌，通过调节溶液E的滴加速率来控制混合液的pH值，使其滴定终点pH值为9-10，继续搅拌30-40min，然后静置3-6h，过滤得到滤饼；

步骤三、将滤饼用蒸馏水洗涤3-5次，至洗涤液为中性，干燥后得到SCR催化剂的前驱体；