[發明專利]一種蜂窩狀氨法選擇性催化還原脫硝催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200810212081.6
• 申請日: 2008-09-17
• 公開（公告）號: CN101676024A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 馬少丹;趙曉林;孫海軍;何冬青
• 申請（專利權）人: 晶銳瓷業（北京）有限公司
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01J23/22;B01J21/06;B01D53/56
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技術領域

本發明涉及一種蜂窩狀氨法選擇性催化還原脫硝催化劑及其制備方法

背景技術

氮氧化物(NOx)是大氣環境的主要污染物之一，是酸雨的主要來源之一，對環境會造成嚴重的破壞，對人類而言，氮氧化物屬于有毒有害氣體，人體直接吸入，會損壞中樞神經和肺部組織，大氣中的NOx在一定條件下還會生成毒性更大的光化學煙霧，造成植物枯死和人群死亡。氮氧化物主要來自于車輛廢氣、火力發電站和其他工業的燃料燃燒以及硝酸、氮肥、炸藥的工業生產過程，以燃料燃燒過程中產生的數量最多，約占30％以上，其中70％來自于煤炭的直接燃燒。以NH3為還原劑的選擇性催化還原(SCR)方法是目前煙氣脫硝的最有效的方法，其主要采用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化劑，該類催化劑上個世紀七八十年代在國外已經開始產業化生產，具有良好的活性和抗水和SO2性能。

目前商用V₂O₅-WO₃/TiO₂類SCR脫硝催化劑主要有三種形式：蜂窩式，平板式和波紋板式。平板式及波紋板式催化劑是在金屬支撐表面涂上一定厚度的活性物質，金屬支撐件沒有催化活性，所以其持久性和抗磨損性能較差；同時由于在實際應用時受限于層高的規格，靈活性不足，每個框架內兩層催化劑設置，為以后的更換帶來一定不便。蜂窩式催化劑具有均勻的物理化學結構，具備較強的抗中毒能力和耐磨性，從而使用壽命較長，且擠出式的生產工藝使其具備體積與性能相匹配的能力，需要多長就可按需切割。而且，由于催化劑的主要事故一般由積灰的燃燒引起，蜂窩式催化劑由于全部由陶瓷性的活性材料制成，不會助燃，安全可靠；平板式和波紋板式催化劑帶有金屬架構，發生火災時會導致整個催化劑的破壞。

2005年中國東方電氣集團東方鍋爐(集團)股份有限公司和德國KWH合資建立成都東方凱特瑞環保催化劑有限責任公司，全套引進德國KWH公司的技術和設備。國外公司的介入導致了我國技術和設備上的不自主，造成在經濟權利上的被動，會打壓中國國內環保企業的成長，而我國尚沒有工業化的自主知識產權的釩基脫硝催化劑。因此加快研究本國自主知識產權的脫硝催化劑，成為中國各環保企業和科研單位亟待解決的重大問題。

目前國內已申請的關于脫硝催化劑的專利有數十種之多，中國專利申請號CN03122008.8的專利公開了一種蜂窩狀結構體的擠出成型性優良的、由二氧化鈦和/或鈦復合氧化物的粉末構成的蜂窩狀廢氣處理催化劑用原料以及使用該原料的、具有有機鹵化合物的高分解活性和高脫氮活性的催化劑。在300℃，空速為10000hr^-1的情況下，脫硝效率最好達到95％，但是該專利公布的該種脫硝催化劑的TiO₂粉末制備工藝復雜，對載體TiO₂粉末的性質要求較為苛刻。中國專利申請號200710097827.9的專利公開了一種用于火電廠煙氣SCR脫硝中的鈦基催化劑及制備方法。該催化劑以80～99％的TiO₂和1～20％的硅鋁氧化物為載體，擠制為蜂窩體，然后以浸漬的方法在蜂窩體表面涂覆活性成分V₂O₅和WO₃。由于是表面涂覆，所以釩負載量較高，且耐磨蝕性能差。

發明內容

本發明的目的在于，根據國內現狀，提供一種制備工藝相對簡單，強度高，脫硝活性高的蜂窩狀脫硝催化劑及其制備方法。

本發明提出的蜂窩狀氨法選擇性催化還原脫硝催化劑，其特征在于，所述催化劑以TiO₂為載體，V₂O₅為活性成分，WO₃為助催化劑。

上述催化劑載體TiO₂以銳鈦礦型TiO₂為原料，比表面積在90m²/g左右，含量為催化劑重量百分含量的80％。

上述催化劑的活性組分V₂O₅以偏釩酸銨的形式加入，含量為催化劑重量百分含量的0.1％-5％，助催化劑WO₃以仲鎢酸銨的形式加入，含量為催化劑重量百分含量的1％-20％。

上述催化劑在制備過程中加入粘土、甲基纖維素、聚環氧乙烷、硅溶膠、玻璃纖維、單乙醇胺等各種助劑。

本發明提出的蜂窩狀氨法選擇性催化還原脫硝催化劑，其特征在于，催化劑制備過程包括如下步驟：