[发明专利]一种提高脱硝催化剂反应性能的制备工艺

说明书

本发明公开了一种提高脱硝催化剂抗硫中毒性能的制备工艺，将制备的介孔铈基催化剂与乙酰丙酮铁混匀后，在自制反应系统中于0~5kPa、140~148℃条件下反应4~8h后先自然降至室温再调整至常压，再在480~520℃下保持4~6h，自然降至室温得到高抗硫性能脱硝催化剂；自制反应系统包括放置有磁子的油浴锅、玻璃反应釜和冷肼装置，玻璃反应釜包括反应釜釜体和反应釜盖体，在反应釜盖体内设两层玻璃丝网，在反应釜盖体顶部连接有放空管和用于与冷肼装置进口连通的流通管路，冷肼装置出口通过抽气管与真空泵连通。本发明操作简单、脱硝催化剂的抗硫和H₂O中毒性能明显提升。

技术领域

本发明属于环境催化技术领域，涉及一种改进脱硝催化剂性能的制备工艺，特别是涉及一种提高脱硝催化剂抗硫中毒性能和反应活性的装置及其制备工艺。

背景技术

随着现代工业的迅猛发展和机动车保有量的不断增加，以燃煤电厂为代表的固定源和以柴油发动机为代表的移动源排放的大气污染物越来越多，其中氮氧化物（NO_x）是主要的污染物之一，其不仅会导致酸雨、光化学烟雾、灰霾和臭氧层空洞，并对人类的身体健康产生极大危害。如何有效地消除NO_x已成为当前大气污染控制领域中被广泛关注的重要课题。以NH₃作为还原剂的选择性催化还原（NH₃-SCR）技术是目前应用最广泛且最为有效的产业化脱硝技术。在实际应用中NH₃-SCR技术通常采用V₂O₅-WO₃/TiO₂作为催化剂，但存在低温活性差、活性温度窗口范围窄、活性成分V₂O₅具有毒性等问题。因此，开发具有较宽活性温度窗口、优异性能的环境友好型NH₃-SCR催化剂已成为当前研究的热点问题。在目前开发的众多催化剂中，CeO₂基复合氧化物催化剂和Cu基催化剂催化剂得到广泛地研究。但是在实际应用中，由于燃料中存在含硫的化合物其燃烧的主产物SO₂一方面会与反应物种的NH₃相结合生成(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄类物质覆盖在催化剂的表面造成催化剂的中毒失活，另一方面SO₂与H₂O及O₂相结合生成H₂SO₄进一步对催化剂的活性组分造成腐蚀从而破坏掉催化剂的氧化还原循环造成催化剂的永久失活。常规的Ce基复合氧化催化剂和Cu基催化剂脱硝催化剂都无法抵抗SO₂的长久侵蚀，因此如何有效提高其抗硫中毒性能是其在实际应用中获得有效推广的关键因素之一。

专利201610347142.4公开了一种利用化学气相沉积法或水相法在Cu-SAPO-34催化剂表面沉积或包覆TiO₂耐硫层，形成TiO₂/Cu-SAPO-34复合式催化剂，该制备的催化剂在300~500℃且通入SO₂ (100~500ppm)条件下NO_x转化率保持在80%以上，体现了较好的抗硫性能。但是该方法制备步骤较复杂且制备条件较为苛刻。

专利201510407537.4公开了一种抗SO₂和H₂O中毒的低温脱硝催化剂及其制备方法，其以蜂窝陶瓷为载体，首先浸渍TiO₂-催化剂复合溶胶涂覆TiO₂-催化剂图层，最后浸渍负载活性组分Mn、Fe、Ce和Sn同时在浸渍活性组分中掺杂一定量的SO₄^2-，使载体负载上SO₄^2-。该发明具有操作简单，生产成本低廉，在低温区域120~300℃之间保持良好的氮氧化物脱除率和抗水耐硫性能。但是该方法只适用于火电厂除尘器以后的烟气脱硝，并且其负载的活性组分直接暴露于反应混合气体中，活性组分极易受到硫酸铵盐类物质的覆盖和的侵蚀。

发明内容