[发明专利]波纹板式烟气脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种波纹板式烟气脱硝催化剂及其制备方法，包括如下步骤：步骤1，将钛源前驱体溶液和铝源前驱体溶液混合，调节pH值至在7～12，沉淀；步骤2，将步骤1得到的沉淀物与碱液混合，搅拌，得到二次沉淀物；步骤3，将二次沉淀物与钨源前驱体溶液混合，干燥、焙烧，得中间体粉料；步骤4，将中间体粉料与钒源前驱体溶液、纳米SiO₂溶胶、高分子分散剂、造孔剂混合成浆料，喷涂于波纹板表面，干燥、焙烧，形成波纹板式脱硝催化剂。本发明在溶出铝元素后的钛基材上，补充钨元素，由于晶格缺陷的存在，钨元素进行补位，焙烧后杂化基材晶格缺陷更稳定，同时波纹板式外比表面积大，成型率高，制作成本低，尤其适用于高空速的脱硝需要。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种波纹板式烟气脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物之一，排放要求日益严格。根据相关标准适用要求，石油化工行业燃气锅炉执行《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)，燃气锅炉NOx排放浓度＜100mg/m³，并且部分地区已执行NOx＜50mg/m³的超低浓度排放标准。天然气作为燃气锅炉的主要燃料，其燃烧具有低氮、低硫并且低粉尘排放的优点，但由于助燃空气的大量注入，在高温情况下空气中的氮气会产生大量NOx。燃气锅炉作为工业生产的重要能源设备，在石油炼化过程中不可或缺，随着炼化装置规模和工艺水平不断提高，要求燃气锅炉能够达标运行。因此，在技术要求和环保标准的双重压力下，必须配套更加稳定可靠的烟气脱硝技术，保障燃气锅炉稳定、达标运行。

在众多烟气脱硝技术中，选择性催化还原法SCR仍然是国际主流的技术，其NOx脱除率可达到80％～90％。其中，脱硝催化剂是SCR技术的核心。我国许多科研单位与企业针对我国燃料锅炉烟气和炼化烟气状况也进行了一系列的研究，并开发了一些脱硝催化剂，多数以蜂窝状SCR催化剂为主；燃气锅炉由于烟气脱硝工况的特殊要求，多数需要采用波纹板式SCR催化剂，但波纹板式脱硝催化剂多数为国外技术产品。

CN106732709 B提出了一种波纹板式脱硝催化剂的制备工艺，先于60～80℃恒温条件下，向柠檬酸和盐酸的混合溶液中加入五氧化二钒、三氧化钼及三氧化钨，搅拌至溶解，再加入氮化碳及酸性硅溶胶、钛白粉，搅拌得到活性溶胶；然后将活性溶胶均匀喷涂于无机纤维板的上下表面，于40～80℃干燥5～30分钟，得到板式催化剂；再将板式催化剂经辊压成型为波纹形，并于氮气气氛下干燥、煅烧，得到波纹板式脱硝催化剂。该方法工艺简单、成本低，但其采用的原料五氧化二钒、三氧化钼及三氧化钨、氮化碳、钛白粉等原料未达到原子级别的混合，活性物质分散不均，影响催化剂使用性能。

CN103143396B提出了一种波纹板式脱硝催化剂的制备方法，将二氧化钛、二氧化硅、活性物质和成浆液，而后加粘结剂、玻纤等，最后挤出成型。该方法工艺简单，但是活性物质的分散不好，导致催化剂的脱硝效率较低。

CN 107138150 B公开一种蜂窝状脱硝催化剂，该催化剂由以下重量份数的各组分制备而成：二氧化钛70～90份，三氧化钨2～16份，五氧化二钒1.0～3份，造孔剂0.5～3份。该发明的脱硝催化剂具有，催化效率高、催化剂用量少、成本低的优点。CN 107096524 B公开了一种蜂窝状低温脱硝催化剂及其制备方法，采用包括二氧化钛、三氧化钨、偏钒酸铵等为组分的蜂窝状脱硝催化剂及其制备方法，抗重金属及硫化物毒害，延长寿命，但这些催化剂目前一般适用于制备孔数不多于50孔的蜂窝催化剂，满足较低空速需求的脱硝场所。为了满足更高空速需求的脱硝实际需要，需要将催化剂加工成更多孔数的蜂窝催化剂，以提高其外比表面积，更多孔数蜂窝催化剂在挤出时容易出现裂缝或者容易粘结在模具上，成型率低、机械强度低，造成制作资源的浪费，增加了成本。

因此，本领域技术人员尚需对高空速需求的波纹板式烟气脱硝催化剂，进行进一步研究。

发明内容