[发明专利]一种基于氧化铈载体的平板式高温抗硫SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于环保技术与脱硝催化领域，具体涉及一种基于氧化铈载体的平板式高温抗硫SCR脱硝催化剂及其制备方法。本发明所述催化剂是以棒状纳米氧化铈为载体，三氧化钨为活性成分，二氧化锡为催化助剂，添加无机和有机结构助剂改善催化剂机械性能和孔隙结构，并通过辊压涂覆工艺得到适用于高温含硫烟气环境的平板式SCR脱硝催化剂。本发明所述催化剂不仅具有优异的高温(450‑700℃)脱硝活性、热稳定性以及抗硫性能，同时生产工艺简单，能够解决常规SCR脱硝催化剂高温烟气中烧结失活的问题，具有广阔的工业应用前景。

技术领域

本发明属于环保技术和脱硝催化领域，具体涉及一种基于氧化铈载体的平板式高温抗硫SCR脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

NOx是工业锅炉排放烟气中的主要污染物之一，大量的NOx可导致光化学烟雾、酸雨、温室效应、臭氧层破坏等严重的环境问题，亦可直接危害人类健康，造成呼吸系统疾病。随着环保意识的逐步提高，国家针对不同行业排放的烟气特点，分别制定了相关的NOx排放标准。近年来，为了进一步提升国家的环保水平，制定和颁布了越来越多的行业标准，NOx的排放限值也越来越低。

SCR脱硝技术是目前工业烟气脱硝的主流技术，而催化剂又是SCR脱硝技术的核心。常规SCR脱硝催化剂主要是以TiO₂为载体、V₂O₅为活性组分，WO₃或MoO₃为活性助剂的V-W(Mo)/Ti催化剂。经过多年的实际应用验证，该催化剂在燃煤电厂省煤器后300-420℃的烟气环境下，具有优异的脱硝效率及反应选择性。然而，对于燃气轮机组、垃圾焚烧炉等排放的500℃以上的高温烟气，常规SCR脱硝催化剂已不再适用：在高温烟气环境下，常规SCR脱硝催化剂会迅速发生烧结失活现象，脱硝活性大幅下降，导致SCR脱硝系统无法高效稳定地连续运行。

针对高温烟气脱硝问题，目前国内外研究热点主要集中于分子筛催化剂。中国专利公开号CN105413736A公开了一种宽温度窗口的分子筛催化剂及其制备方法，该专利是以ZSM-5或SAPO-34分子筛为载体，负载铜、铁氧化物作为活性组分，所制得的催化剂在550℃高温无水无硫烟气中脱硝效率可达75％。中国专利公开号CN102814192A公开了一种用于选择催化还原氮氧化物的铈/分子筛催化剂及其制备方法，该专利以MCM56分子筛为载体，负载纳米CeO₂作为活性成分，在450-600℃的高温无水无硫烟气条件下脱硝效率可达90％以上。分子筛催化剂在高温(450-650℃)烟气中具有优异的脱硝活性，但同时存在高温水热稳定性差、不耐硫、价格昂贵等问题，无法适用于大规模工业应用。

因此，开发一种脱硝活性高、热稳定性好、抗硫中毒性能强、生产工艺简单的高温烟气SCR脱硝催化剂将完全迎合目前高温烟气脱硝行业的市场需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高温烟气温度范围为450-700℃的平板式抗硫SCR脱硝催化剂及其制备工艺。本发明在自制棒状纳米氧化铈载体上，通过添加催化助剂及优化制备工艺等方法来提高催化剂的高温热稳定性和脱硝活性。

根据本发明的一方面，本发明提供了一种基于氧化铈载体的平板式高温抗硫SCR脱硝催化剂，所述催化剂组分由三氧化钨、二氧化锡、棒状纳米氧化铈、二氧化硅、三氧化二铝和氧化钙组成；且所述催化剂各组分重量百分比为：三氧化钨5-20％，二氧化锡1-10％，棒状纳米氧化铈62-90％，二氧化硅3-5％，三氧化二铝0.5-1.5％，氧化钙0.5-1.5％。

优选的，所述棒状纳米氧化铈长度为100-250nm，直径为10-20nm。

根据本发明的另一方面，本发明提供了上述平板式高温抗硫SCR脱硝催化剂的制备工艺，包括以下步骤：

(1)棒状纳米氧化铈载体的制备