[发明专利]降低流动介质中氮氧化物的催化剂和其制备方法

说明书

本发明涉及降低流动介质如燃烧设备中的废气和烟道气中氮氧化物的催化剂和这种催化剂的制备方法。

根据已被证实的燃烧设备的废气中氮氧化物对环境的有害作用，要求研制一种催化降低氮氧化物的工艺。所述选择催化还原方法(SCR-法)是通过将氮氧化物与合适的还原剂，主要是氨NH₃，与所述脱NO_x催化剂接触并催化反应成对环境无害的氮和水而进行的。

此外，DE-PS 2458888(＝US-PS 4085193)也公开了脱NO_x的催化剂，该催化剂除了含有钛作为主要成分外还含有钒和钼或钨。实践表明含钼催化剂的催化活性不如含钨催化剂的高。这种催化活性的不足只有通过使用大量含钼的催化剂来补偿的。

实践还表明，在DE-PS 2458888中提出作为催化剂组分的特别重要列出的“紧密混合物”该催化剂由于在含脱氮的废气中所含的重金属和重金属化合物的挥发而较快的中毒。通过这种“紧密混合物”分离出化学稳定的和/或预煅烧的二氧化钛TiO₂，用作催化剂的起始原料，因为按照US-PS4085193不能达到足够的催化活性(US-PS 4085193，column 3，lines59ff)。

US-PS 4952548公开了一种降低氮氧化物的催化剂，它们含有作为第一组分的氧化钛，作为第二组分的三氧化钼MoO₃和/或三氧化钨WO₃和作为第三组分的氧化钒和/或钒的硫酸盐。所加入的第二种组分的含量不大于3原子百分数。当三氧化钼的分子量为144克和三氧化钛的分子量为96克时，三氧化钼的用量在约5％重量以下。此时，这种催化剂的钼含量按MoO₃计为10-12％重量更为优选。事实表明US-PS 4952548所示原子比的钛-钼-钒-催化剂的催化活性始终不如市售的钛-钼-钒-催化剂的催化活性高。

DE-OS 3531810公开了一种降低氮氧化物的催化剂材料，它们是通过在研磨步骤中混合经煅烧改性的锐钛矿型二氧化钛和五氧化二钒以及必要时的三氧化钼而制备的。通过磷在局部取代时氧化钒和氧化钼活性组分的总量按钛计低于1原子百分数。催化活性不仅仅是通过物质的混合，而且也是通过研磨实现的，其中与纯的混合物不同的化合物产生了催化作用。

同样，EP-PS 0313755公开了一种脱除氮氧化物的二氧化钛基的含钼和钒的催化剂。通过用可溶的钼和钒的化合物浸渍而获得的催化剂中，钼和钒的含量(按MoO₃和V₂O₅计)为5-15％重量或0.1-3.0％重量。

为了制备这类Ti/Mo/V催化剂，EP-OS 0360548公开了另一种方法，将钼酸铵和钒酸铵与偏钛酸在水中混合而成一种可捏合的物料，使该浆料粒化，干燥，在550℃下煅烧并研磨成一种粉末。将由此获得的粉末悬浮在水中成为一种悬浮液。浸入金属载体进行涂层。接着再在500℃下煅烧。

此外，DE-OS 2846476公开了一种催化脱除有害物质的含二氧化钛的烧洁产品的制备方法。该方法是直接将二氧化钛与钒酸铵和钼酸铵混合成一种水悬浮液并捏合。干燥，粉化并预煅烧所得到的混合物，通过预煅烧在粉状的二氧化钛中分离出三氧化钼，以获得良好的效果。随后再在预煅烧的物质中加入水并捏合成一种粘稠的物料。将该浆料制成所需的结构并最后进行煅烧。

本发明的任务是提供一种降低流动介质中氮氧化物的催化剂，这种催化剂含有钛，钼和钒，并且其催化活性达到了可比较的含钨催化剂的催化活性。本发明的另一任务是提供这种催化剂的制备方法。

对于有关的催化剂，本发明的任务是通过用含钛，钼和钒的氧化物形式的催化剂物料来降低流动介质中氮氧化物的催化剂来解决的，其中按催化剂的重量计三氧化钼MoO₃的含量为约0.01-5％重量，优选约1.5-4％重量，五氧化二钒V₂O₅的含量的为0.01-5％重量，优选约0.5-2.0％重量，其中钛是锐钛矿型的稳定的二氧化钛TiO₂。