[发明专利]镓基催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种镓基催化剂及其制备方法和应用，该催化剂包含原料：(i)催化剂载体，包括二氧化钛；(ii)金属催化剂，包括镓源前驱体、钴源前驱体、钒源前驱体和钼源前驱体；其中，催化剂中含钒量不低于2wt％。该催化剂可协同脱除非含氯挥发性有机物和NO_x。

技术领域

本发明涉及环保领域，具体涉及一种镓基催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

耐火砖生产、石化行业以及特种水泥生产等工业过程中由于需要添加大量有机粘结剂成分，因此在后续热处理过程中有大量非含氯挥发性有机物释放，其与NO_x、SO₂、粉尘等污染物等协同排放，使该类烟气末端治理难度巨大。氮氧化物(NO_x)和挥发性有机物(VOCs,Volatile Organic Compounds)等污染物是大气灰霾的主要前驱体。氮氧化物(NO_x)是全球大气污染主要污染物之一，引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题，严重影响人们的生存环境和生活质量，对环境和社会造成巨大损害，针对固定源燃烧排放，各国制定了日益严格的排放标准。

目前，选择性催化还原(SeIective Catalytic Reduction，SCR)技术是燃煤电厂应用最为广泛的脱硝技术，它的原理是在适当温度条件下，还原剂在催化剂作用下把NO_x仅转化为N₂和H₂O。还原剂可以是碳氢化合物(如甲烷、丙烯等)、氨、尿素等，工业应用中，主要使用的还原剂为氨(NH₃)，由于技术成熟且脱硝效率较高，NH₃-SCR技术已经成为各国燃煤火电厂脱硝的主流技术。

目前传统的钒钨钛体系的SCR催化剂通常采用TiO₂作为载体，V₂O₅作为活性成分(钒的含量一般不超过1wt％)，并以WO₃(三氧化钨)或MoO₃(三氧化钼)作为助催化剂，该种催化剂具有较高活性和抗SO₂特性，多用于电厂(比如V₂O₅-WO₃/TiO₂或V₂O₅-MoO₃/TiO₂是应用广泛的商业SCR催化剂)，申请人发现这类催化剂存在低温活性差、操作温度范围窄、活性组分V₂O₅具有生物毒性的缺陷，举例说明，比如，其反应工作温度为300-400℃，温度范围特别窄，而耐火砖生产、特种水泥制造等等排放烟气温度较低(300℃)，传统高温脱硝催化剂不适合排放状况复杂的该类烟气。当烟气温度接近催化剂最佳反应温度时，反应速率较高，否则，实现相同脱硝效率所需的催化剂量要增大，催化剂量的增大必然增加SCR脱硝成本。与此同时，传统的SCR催化剂往往在脱硝的同时并不具有脱除VOCs的功能。