[發(fā)明專利]中低溫?zé)煔獾呢?fù)載型SCR脫硝催化劑及制備方法和應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010108972.4
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN101773837A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岑超平;陳志航;唐志雄;鐘佩儀;陳定盛;方平
• 申請（專利權(quán)）人: 環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J23/34;B01J23/847;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于中低溫?zé)煔獾呢?fù)載型SCR脫硝催化劑及制備方法和應(yīng)用，該負(fù)載型復(fù)合氧化物催化劑屬于中低溫(200～300℃)煙氣中NH₃選擇性催化還原(SCR)氮氧化物(NO_x)的環(huán)境催化領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)、社會活動的加劇，大氣環(huán)境問題日益嚴(yán)重，大氣污染物主要源于鍋爐、窯爐煙氣排放的二氧化硫SO₂和氮氧化物NO_x(NO、NO₂及N₂O等)，是產(chǎn)生酸雨和光化學(xué)污染物的主要成分。當(dāng)前，我國的煙氣脫硫技術(shù)比較成熟，到2008年年底，全國已建成脫硫設(shè)施的火電裝機(jī)累計(jì)3.63億千瓦，形成年脫硫能力約1000萬噸，占火電總裝機(jī)的60.4％。但是氮氧化物的排放控制尚處于起步階段。2005年，全國氮氧化物排放總量約為1990萬噸，工業(yè)鍋爐(窯爐)是其三大主要來源之一，約占排放總量的23％，如不采取有效的措施控制，我國氮氧化物的排放量到2020年可能達(dá)3000萬噸以上。從2004年7月1日起，我國NO_x排放開始收費(fèi)(0.6元/污染當(dāng)量)，控制氮氧化物總量也將納入“十二五”規(guī)劃思路中，因此，煙氣脫硝技術(shù)研究成為環(huán)保領(lǐng)域熱點(diǎn)。

氮氧化物治理的方法有吸收法、吸附法、催化法等。以NH₃為還原劑選擇性催化還原(SCR)固定源(如火力發(fā)電廠)排放的NO_x是目前工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的脫硝技術(shù)，常用的商用催化劑是V₂O₅WO₃(MoO₃)/TiO₂，到九十年代德國有140多座電站使用該法，總?cè)萘窟_(dá)到30000MW。SCR法還存在某些缺陷，比如催化劑活性溫度范圍較窄(350～450℃)、易生成N₂O、催化劑壽命較短、成本高等。而工業(yè)鍋爐及窯爐煙氣存在灰飛含量高、SO₂濃度高、煙溫偏低(200～300℃)、波動較大等特點(diǎn)，在此工況下，傳統(tǒng)的V₂O₅WO₃(MoO₃)/TiO₂商用催化劑(最佳操作溫度在350℃左右)活性較低，已不適合此煙氣的條件。為了適應(yīng)新的環(huán)境法規(guī)和工業(yè)需求，填補(bǔ)工業(yè)鍋爐(窯爐)SCR的技術(shù)空白，研制適用于中低溫?zé)煔?200～300℃)條件下高活性、高耐硫性、制備簡單、成本低廉的SCR催化劑顯得尤為重要。

以W、Mo、Ce等氧化物作為主要活性組分的SCR催化技術(shù)研究較多，如中國專利CN1593752A、CN1792431A、CN101433837A、CN101352679A、CN101396655A、CN101422728A等，此類SCR催化劑中W、Mo含量高，因而引起制造成本較高，且SCR活性溫度范圍一般在300～400℃。有關(guān)中低溫?zé)煔釹CR催化劑的研究較少，Centi等研究的CuO/Al₂O₃催化劑在NO815ppm，NH₃?818ppm，O₂?3％，250℃條件下，NO的轉(zhuǎn)化率約60％，但受SO₂影響極大(Journal?of?Catalysis，1995，151：75-92)。中國專利CN101411984A采用共沉淀法了一種以Fe-O-Ti等氧化物形式存在的SCR催化劑，NO?500ppm，NH₃?500ppm，O₂?5％，250℃條件下，NO轉(zhuǎn)化率達(dá)95％以上，但是通入少量SO₂(100ppm)后經(jīng)過30h活性降到60％。中國專利CN101468314A采用浸漬法制備V₂O₅/TiO2催化劑，在NO?300ppm，NH₃?360ppm，O₂?5％，210℃條件下，NO轉(zhuǎn)化率達(dá)93％。但是高釩SCR催化劑存在氧化SO₂成SO₃的問題，SO₃與水和NH₃生成硫酸鹽并沉積在催化劑表面，降低催化劑活性和壽命，同時(shí)SO₃嚴(yán)重腐蝕管道設(shè)備，增加設(shè)備成本。因此以上中低溫SCR催化劑還存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容