[发明专利]一种水泥窑烟气SCR脱硝用催化剂及脱硝系统

说明书

本发明公开了一种水泥窑烟气SCR脱硝用催化剂、制备方法及脱硝系统，该催化剂包括：20~50份碳化硅、5~15份金属氧化物、3~8份钒钛复合氧化物、1~2.5份粘接剂及0.5~2份润滑剂；其中，金属氧化物为氧化镧或氧化钴，钒钛复合氧化物为二氧化钛/五氧化二钒复合氧化物。脱硝系统，包括：沿烟气流向设置的预热器系统、拦截网系统、陶瓷滤管一体化系统、SCR脱硝系统及余热发电系统。有益之处在于：该催化剂采用碳化硅和金属氧化物制得催化剂载体，自制的复合氧化物作为催化剂，制得了一种低温活性好、抗硫性能高、活性保持佳的催化剂，该脱硝系统能够大大减轻下游脱硫除尘设备的一次性投资及运行成本。

技术领域

本发明涉及催化剂，具体涉及一种水泥窑烟气SCR脱硝用催化剂及脱硝系统；属于烟气脱硝技术领域。

背景技术

我国现有水泥企业3000多家，新型干法熟料生产线约1800条，遍布全国31个省市，在水泥生产过程中每年排放的氮氧化物约200万t，约占全国氮氧化物工业排放量的15％左右，是继电力、汽车尾气之后第三大氮氧化物排放源。

水泥行业实现NO_X排放低于100mg/m³势在必行，现有的SNCR(选择性非催化还原)脱硝技术很难实现超低排放标准，而替换成在燃煤电厂广泛使用的SCR(选择性催化还原)脱硝技术，则面临着入口颗粒物含量高、催化剂易磨损中毒等技术难题，导致其脱硝性能急剧下降。

基于上述问题，有必要对脱硝用催化剂及脱硝技术进行深入研究。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水泥窑烟气SCR脱硝用催化剂及脱硝系统，适合我国高硫高灰的水泥窑烟气SCR脱硝处理。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种水泥窑烟气SCR脱硝用催化剂，包括如下重量份的各组分：20～50份碳化硅、5～15份金属氧化物、3～8份钒钛复合氧化物、1～2.5份粘接剂及0.5～2份润滑剂；其中，所述金属氧化物为氧化镧或氧化钴，所述钒钛复合氧化物为二氧化钛/五氧化二钒复合氧化物，所述粘结剂是羟丙基甲基纤维素、淀粉、羧甲基纤维素或聚乙烯醇中的一种或多种，所述润滑剂为甘油或桐油。

本发明还公开了如前所述的一种水泥窑烟气SCR脱硝用催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、载体制备：将碳化硅、金属氧化物、部分粘接剂和部分润滑剂同时加入球磨机中球磨处理2～4h，研磨至粒径为200～400目，得到催化剂载体；

S2、将步骤S1制得的催化剂载体、钒钛复合氧化物及剩余的粘接剂、润滑剂加入反应釜中，搅拌反应1～3h，得到催化剂胶体；

S3、对催化剂胶体进行煅烧处理，压模，得到水泥窑烟气SCR脱硝用催化剂。

优选地，前述步骤S1中的碳化硅粉是经过碳酸钠刻蚀处理过的，具体处理方法为：将SiC和碳酸钠以质量比为1:1混合均匀后，放置于石英舟中，加热升温至750℃，保温4～8分钟，自然冷却后，将固体物用稀盐酸洗涤至恒重，得到刻蚀处理过的SiC，经过处理后的SiC的微孔结构更加丰富，是一种负载性能更佳的催化剂载体。

更优选地，前述步骤S1中的钒钛复合氧化物的制备方法为：将纳米二氧化钛粉体超声分散于溶剂中，然后向溶剂中加入偏钒酸铵和硼氢化钾，搅拌反应2～5h后，离心分离取分离物至于马弗炉中，于400～600℃热处理12～24h，得到二氧化钛/五氧化二钒复合氧化物。该催化剂是SCR技术的核心，其赋予SCR技术更好的脱硝效率，具有低温活性好，抗硫性能高的优点，且反应过程中不会生成N₂O，避免二次污染。