[发明专利]一种低温抗碱金属SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种低温抗碱金属SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用，所述催化剂，以钛的氧化物为载体，钒的氧化物为活性成分，钨、钼和稀有金属的氧化物为助催化剂；稀有金属为Eu、Nd、Ho或Sb中的一种或多种；钛、钒、钨、钼、稀有金属的质量比为100∶1～4∶2～6∶0.5～4∶0.5～3。所述制备方法为：分别称量钛的氧化物、钒的氧化物、钨的氧化物的前驱物、钼的氧化物的前驱物、稀有金属氧化物的前驱物；将钒的氧化物的前驱物、钨的氧化物的前驱物、钼的氧化物的前驱物及稀有金属的前驱物加入去离子水中，在搅拌过程中缓慢加入二氧化钛，获得的溶液经搅拌、浸渍后，烘干，研磨煅烧。本发明的低温抗碱金属SCR脱硝催化剂，具有低脱硝反应温度，宽催化还原脱硝活性温度窗口、优异抗碱金属中毒性能且成本低的特点。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体为一种低温抗碱金属SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

氮氧化物的大量排放，是造成复合型大气污染的关键污染物，成为当前迫切需要解决的环境问题。近年来，生物质锅炉因其独特的优势而被广泛关注。生物质锅炉避免了目前燃煤锅炉存在的“烟尘污染大、燃烧不充分、浪费大、不节能”等问题，且具有直接排放无烟、无尘、燃烧充分等特点，是未来的重要发展方向之一。随着环保标准的日益严格，生物质锅炉的NO_x治理迫在眉睫。目前排放标准参考《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2014，特别排放限值为200mg/m³。要求更严格的地方规定生物质锅炉氮氧化物排放标准为150mg/m³，特别排放标准50mg/m³。

NH₃-SCR技术是目前应用最广泛的、技术最成熟的烟气脱硝技术之一，催化剂为该技术的核心。目前商用催化剂多为V₂O5-WO₃/TiO₂催化剂，其工作温度一般在300～400℃范围内，已在燃煤电厂烟气处理上应用多年，技术较为成熟。然而，生物质锅炉烟气中含有较高浓度的钠、钾等碱金属，传统V₂O5-WO₃/TiO₂催化剂的活性在此条件下会迅速降低，甚至完全失活。催化剂的抗碱金属中毒性能较差，是阻碍生物质能源化转化利用的一个主要障碍。

目前公开的关于低温抗碱金属SCR脱硝催化剂的专利，普遍起活温度较高，活性温度窗口仍然较窄，无法适用于温度波动大的烟气；同时其活性组分含量较高，增加了催化剂的制造成本。如专利CN201810573766.7公开的抗碱中毒高效脱硝催化剂，其起活温度高达300℃，极大的限制了该技术的应用。专利201810048205.5公开的平板式抗碱金属和硫中毒催化剂其测试温度则高达350℃。此外，专利CN201911015822.6公开了一种蜂窝式低温SCR催化剂制备工艺，虽然起活温度低至130℃，但温度高于180℃后活性迅速降低，且SO₂明显导致催化剂较为严重的不可逆失活，同时仅仅活性组分锰的加入量已超过30％，这导致了过高的生产成本。

研制开发低温高效、宽活性温度窗口、抗碱金属中毒性能优异同时生产成本低的SCR低温脱硝催化剂，对生物质锅炉的发展以及氮氧化物的减排具有重要意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种具有低温高效、宽活性温度窗口、强抗碱金属中毒性能且低成本的低温抗碱金属SCR脱硝催化剂，本发明的另一目的是提供一种制备方法简便、易于操作的低温抗碱金属SCR脱硝催化剂的制备方法，本发明的再一目的是提供一种低温抗碱金属SCR脱硝催化剂在生物质锅炉能源化转化中的应用。

技术方案：本发明所述的一种低温抗碱金属SCR脱硝催化剂，以钛的氧化物为载体，钒的氧化物为活性成分，钨、钼和稀有金属的氧化物为助催化剂；稀有金属为Eu、Nd、Ho或Sb中的一种或多种；钛、钒、钨、钼、稀有金属的质量比为100∶1～4∶2～6∶0.5～4∶0.5～3。