[发明专利]一种脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种脱硝催化剂，其包含85‑94重量％的改性的催化剂载体和6‑15重量％的活性组分；其中，所述活性组分为过渡金属氧化物；所述改性的催化剂载体包括：分子筛和无机氧化物中的至少一种作为载体；以及分散在所述载体上的碳材料和金属氧化物。本发明还涉及所述脱硝催化剂的制备方法。本发明的催化剂低温高效、性能稳定且使用寿命长，可直接布置在除尘脱硫步骤之后，降低能耗，防止催化剂孔道堵塞。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO_X)是燃煤电厂大气排放的主要污染物之一。氮氧化物(NO_X)有N₂O、NO、NO₂、N₂O₃、N₂O₄和N₂O₅等多种形式，并可造成多种危害，如可与大气中的挥发性有机物(VOC)产生光化学烟雾，从而对眼睛、喉咙造成强烈的刺激作用，并引起头痛和呼吸道疾病等，严重者会造成死亡。目前，常用的烟气脱硝技术主要包括选择性非催化还原、低温氧化和选择性催化还原(SCR)等。

在众多的脱硝技术中，选择性催化还原脱硝技术是目前世界上应用最多的烟气脱硝方式。燃煤电厂目前应用比较广泛的SCR脱硝催化剂主要是以钛钒基为主。钒基催化剂虽然具有很好的催化活性与SO₂抵抗能力，但仍存在许多缺点。这种钒基催化剂处于300-400℃这样一个非常窄的温度区间时有很好的脱硝活性，并且在这个温度区间可以避免由NH₄HSO₄和(NH₄)₂S₂O₇的硫酸铵盐存在而出现的毛孔堵塞现象。然而，在燃煤电厂中，这样的高温SCR脱硝装置设在空气预热器和脱硫装置之前，省煤器之后，由于此处电厂烟气还未经过除尘器处理，催化剂处于高尘环境，磨刷严重，易造成脱硝催化剂出现孔道堵塞的现象，影响催化剂的使用寿命。

目前对于脱硝催化剂的研究重点主要集中在催化剂的活性成分上。对于催化剂载体的研究偏少。常用的催化剂载体包括氧化铝载体、硅胶载体、活性炭载体等。

因此，迫切需要开发一种具有较高脱硝效率的脱硝催化剂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种脱硝催化剂。该催化剂低温高效、性能稳定且使用寿命长，可直接布置在除尘脱硫步骤之后，降低能耗，催化剂孔道不易堵塞。

本发明的另一目的是提供上述催化剂的制备方法。

为了实现以上目的，本发明提供如下技术方案。

一种脱硝催化剂，其包含85-94重量％的改性的催化剂载体和6-15重量％的活性组分；

其中，所述活性组分为过渡金属氧化物；

所述改性的催化剂载体包括：

分子筛和无机氧化物中的至少一种作为载体；以及

分散在所述载体上的碳材料和金属氧化物。

优选地，所述载体、所述碳材料和所述金属氧化物的质量比可为(7-15):(1-4):(0.2-0.5)，优选为(8-12):(1-2):(0.2-0.5)，更优选为(8-12):(1-2):(0.25-0.45)。

优选地，所述金属氧化物可为第三主族金属元素的氧化物、第四主族金属元素的氧化物、过渡金属元素的氧化物中的一种或多种。所述金属氧化物可包括镓、铟、铊、锗、锡、钴、锌、铈和镧的氧化物中的一种或多种。

优选地，所述碳材料是二维碳材料经焙烧得到的，优选地，所述二维碳材料具有氧化性质，例如为石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯中的至少一种。