[发明专利]一种用于烟气脱硝的无钒SCR催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于烟气脱硝的无钒SCR催化剂及其制备方法，该催化剂以氧化铈为载体，硅钨酸为活性组分，其中活性组分的质量为载体的1～20％。制备时首先将一定量的铈盐在高温下煅烧得到氧化铈固体，并磨成细颗粒粉末；然后将一定浓度的硅钨酸溶液与氧化铈固体粉末混合，并在真空条件下加热旋转蒸发；最后将干燥的固体粉末在马弗炉中高温煅烧形成改性氧化铈脱硝催化剂。与现有技术相比，本方法原料来源广，不含氧化钒等对人体中毒的氧化物，制备工艺简单可控，所制备的催化剂脱硝性能提高明显，脱硝率和选择性上也有优势，并且具有一定程度的抗硫中毒性能，能够稳定维持高效的催化活性，适用于多种工业烟气中氮氧化物的催化脱除。

技术领域

本发明涉及工业烟气脱硝领域，涉及到一种用于烟气脱硝的无钒SCR催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物是一类常见的空气污染物，可以造成光化学烟雾、酸雨以及臭氧层空洞。大气中的氮氧化物主要来自于工业烟气，因此控制工业烟气中氮氧化物的排放十分重要。目前，选择性催化还原(SCR)是商业上应用最广的烟气脱硝技术。而以五氧化二钒为主要活性组分的V-W-Ti/V-Mo-Ti体系催化剂也是最常用的脱硝SCR催化剂。虽然钒系催化剂具有催化活性高、价格比较便宜等优点，但是钒系SCR催化剂仍然存在一些不足。比如说其活性温度较高，温度窗口较窄，往往只能应用于300℃以上的高温条件，限制了应用。此外，氧化钒对人体存在比较大的毒性，对人的呼吸系统和皮肤均有损伤。废旧的钒系催化剂难于回收利用，一般需要作为危险固废进行处置，处理成本比较高。因此，开发具有催化还原性能优良的无钒SCR催化剂是当前烟气脱硝技术领域的研究热点。

目前也有一些用于烟气脱硝的新型SCR催化剂制备方法研究，比如用其他物质对钒钨钛体系进行改进，或以锰、铁等其他过渡金属元素作为活性组分，但是这些催化剂要么仍然含有毒性物质氧化钒，要么配比复杂制备方法繁琐，要么作用于低温环境温度窗口偏窄，不能在实际应用功能条件下对钒钨钛催化剂进行代替。

CeO₂作为一种的储氧能力强的稀土金属氧化物，近年来被用于研究SCR脱硝等催化领域。如发明专利CN201510401286.9、CN201610623035.X等分别报道了以CeO₂为活性组分的脱硝催化剂。因为氧化铈晶体表面的缺陷容易产生氧空位，在氧化循环中可以高效地储存和释放氧，此外氧化铈的氧化能力也要强于传统的钒钨钛。而单一的氧化铈本身对于SCR脱硝的表现较差，研究认为这是由于氧化铈表面缺少氨气吸附的酸性位点。

专利申请CN106552616A公开了一种用于氮氧化物催化净化的多酸吸附型铈基氧化物催化剂及其制备方法。所述催化剂是通过在制备过程中对多酸进行吸附形成的均匀吸附多酸的铈基氧化物催化剂，即HPA/CeOx催化剂。其催化性能的稳定性和抗硫性能尚存在一定不足，在实际烟气条件下的脱硝效率有待加强。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种温度窗口高、毒性低，脱硝效果好、选择性高且有着一定的抗硫中毒能力的用于烟气脱硝的无钒SCR催化剂及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于烟气脱硝的无钒SCR催化剂，其特征在于，该催化剂以氧化铈为载体，硅钨酸为活性组分，其中活性组分的质量为载体的1～20％。

所述的活性组分的质量为载体的5～20％。

一种用于烟气脱硝的无钒SCR催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一步，将一定量的铈盐在马弗炉中高温煅烧得到氧化铈固体；

第二步，将氧化铈研磨成高目数的细颗粒粉末；

第三步，配制一定含量的硅钨酸溶液；

第四步，将配比确定的硅钨酸溶液和氧化铈粉末浸泡混合，在加热和真空条件下旋转蒸发；