[发明专利]铈基脱硝催化剂及其制备方法、应用

说明书

一种铈基脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：分别含Ce、Sn和Ti的盐溶于去离子水中并搅拌至澄清溶液，然后分别将三种盐溶液混合得到混合盐溶液；配置氨水溶液作为沉淀剂，将所述氨水溶液滴入所述混合盐溶液并搅拌，直到混合溶液的PH值在9～11之间，生成白色的沉淀，停止氨水的滴加，放置老化；将所得到的白色沉淀进行洗涤过滤，得到催化剂前驱体，将烘干后的催化剂前驱体煅烧后，得到Ce‑Sn‑TiOx复合氧化物SCR催化剂，其中x介于1至4之间。该方法得到的SCR催化剂能够在较大空速的反应条件下(60000h^‑1)，在200～450℃的反应温度区间内达到90％以上的催化效率。

技术领域

本发明属于烟气脱硝催化剂的制备工艺领域，具体涉及一种铈基脱硝催化剂的及其制备方法，以及该催化剂的应用。

背景技术

氮氧化物(NOx)是氮、氧等多种化合物构成的总称，是大气的主要污染物之一，其主要来源于火电厂、工业炉窑烟气和机动车、船舶尾气排放，包括N₂O、NO、NO₂、N₂O₅、N₂O₃、NO₃、N₂O₄，其中又以NO和 NO₂所占比例最大。NOx大量排放到空气中会造成各种环境问题，如形成酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层等。我国的能源消耗以煤为主，所以燃煤成为NOx的最大来源，其排放的NOx占全国总排放量的67％。在所有燃煤的行业中，又以火电厂的NOx排放量最大。《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中明确提出了打赢蓝天保卫战的时间表和路线图。其中指出，到2020 年，二氧化硫、氮氧化物排放总量分别比2015年下降15％以上。因此，研发高效的烟气脱硝技术成为了当下的研究热点。

在众多烟气脱硝技术中，选择性催化还原技术(SCR)以反应温度低、脱硝效率高的优点而得到了广泛应用。选择性催化还原技术的核心是催化剂，主要利用不同类型的还原剂(如NH₃)在催化剂存在的条件下将NOx 转化为无污染的N₂和H₂O后再将烟气进行排放，具有很大的应用前景。

目前脱硝效率较高且应用最为成熟的是V₂O₅/TiO₂催化剂，但是此类催化剂依然存在较多问题，如高温下N₂的选择性较低、反应温度窗口较窄，只能在300～400℃的温度区间内反应、易将烟气中的SO₂氧化为SO₃，造成催化剂失活、钒氧化物有毒，容易对环境造成二次污染等一系列问题。以V₂O₅/TiO₂催化剂为基础，通过添加WO₃、MoO₃等助剂构成的V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂虽然解决了部分问题，但是改进后的催化剂依然面临着低温下催化活性低、抗硫抗水性能较差等关键性问题。

目前，国内的大部分电厂采用湿法脱硫，这就使得烟气在经过除尘、脱硫之后，烟气温度低于300℃，无法达到钒钛类催化剂的反应温度，容易造成脱硝效率低，催化剂浪费等诸多弊端。而且再经过脱硫之后，烟气中仍然残存部分SO₂，会在低温下使SCR催化剂中毒失活。除此以外，我国已建成的火电厂在空气预热器和省煤器之间没有为脱硝装置预留空间，使得烟气在处理后温度较低。若要达到常规催化剂的使用条件，就必须对烟气进行加热处理，增加了烟气处理的成本。而工业燃烧锅炉和工业炉窑作为烟气排放的另一大主要来源，其烟气排放温度更低，这就使得现有 SCR催化剂很难满足使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铈基脱硝催化剂的及其制备方法及其、应用，以至少部分解决上述技术问题。