[发明专利]一种蜂窝陶瓷稀土基催化剂及其制备方法和一种煤燃烧高温烟气脱硝的方法

说明书

本发明提供了一种蜂窝陶瓷稀土基催化剂，属于烟气脱硝技术领域。本发明提供的蜂窝陶瓷稀土基催化剂具有蜂窝陶瓷状结构；所述催化剂包括载体和活性物质，所述载体为γ‑Al₂O₃，所述活性物质为过渡金属氧化物和稀土金属氧化物。本发明提供的催化剂在500～800℃温度区间内具有良好的催化活性，能够催化CO和NO反应进而将NO脱除。本发明还提供了一种煤燃烧高温烟气脱硝的方法，此法利用上述蜂窝陶瓷稀土基催化剂催化以煤气作为还原剂的脱硝反应，脱硝效率高；此法不需要对反应气体进行加热，操作简单，且煤气的来源广泛，能够降低烟气脱硝的成本。

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，特别涉及一种蜂窝陶瓷稀土基催化剂及其制备方法和一种煤燃烧高温烟气脱硝的方法。

背景技术

煤燃烧烟气中的NO_x的脱除是保护环境、改善空气质量的重要途径。目前烟气脱硝技术按工作介质的不同可分为湿法脱硝和干法脱硝两类，其中湿法脱硝主要包括氧化吸收法、还原吸收法和络合吸收法等，但湿法脱硝运行费用高，并且存在二次污染，其在烟气脱硝技术领域的应用并不广泛。

干法脱硝主要包括催化还原法，其使用的还原剂主要有NH₃、CH₄、H₂和CO等。当以NH₃作还原剂时，对管路和设备具有强腐蚀性，且较高的反应温度下，NH₃本身存在的逃逸现象不可避免，过量的NH₃会对环境造成二次污染，且工业上NH₃的制备也需要消耗大量能源；以CH₄作还原剂时，存在CH₄难以活化、容易有积炭现象，且反应产生的水蒸气对催化剂有毒害作用等，在工业应用上有一定的困难；以H₂作还原剂时，虽然所需的反应温度较低(＜300℃)，但反应时烟道气中含有过量的O₂，对反应有较大的抑制作用，且H₂易燃易爆，操作危险，因而难以实现工业化；CO作为还原剂具有来源广泛、产生容易、操作性强等多种优点，因此，无论从来源或是操作上讲，CO逐渐成为最有工业前景的还原剂。但是以CO作为还原剂时脱硝温度需要高于800℃，而煤燃烧高温烟气的温度往往在600～800℃之间，因此如何在低于800℃的条件下进行烟气脱硝，是烟气脱硝技术的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种蜂窝陶瓷稀土基催化剂及其制备方法和一种煤燃烧高温烟气脱硝的方法。本发明提供的蜂窝陶瓷稀土基催化剂在500～800℃温度区间内具有良好的催化活性，用于烟气脱硝时催化效率高；本发明提供的煤燃烧高温烟气脱硝的方法操作简单，脱硝效率高，且还原剂来源广泛。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种蜂窝陶瓷稀土基催化剂，所述催化剂具有蜂窝陶瓷状结构；所述催化剂包括载体和活性物质，所述载体为γ-Al₂O₃，所述活性物质为过渡金属氧化物和稀土金属氧化物。

优选的，所述催化剂中活性物质的质量含量为5～15％，所述催化剂的比表面积为100～300m²/g。

优选的，所述过渡金属氧化物为Fe₂O₃和/或MnO₂，所述稀土金属氧化物为CeO₂和/或La₂O₃，所述过渡金属氧化物与稀土金属氧化物的质量比为3～8：1。

本发明提供了上述蜂窝陶瓷稀土基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将稀土尾矿、拟薄水铝石与水混合，得到混合物凝胶；

(2)将所述混合物凝胶挤压成蜂窝陶瓷状，得到预成型催化剂；