[發明專利]一種低溫氨選擇性催化還原脫硝催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 201010539716.0
• 申請日: 2010-11-09
• 公開（公告）號: CN102000589A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 王林江;肖彥;張燕;郭子峰
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設計院
• 主分類號: B01J23/888
• 分類號: B01J23/888;B01D53/90;B01D53/56
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技術領域

本發明涉及催化脫硝技術領域，特別是一種低溫氨選擇性催化還原脫硝催化劑的制備方法，具體而言，涉及一種氨選擇性催化還原脫硝凈化氮氧化物為氮氣的催化劑的制備方法。

技術背景

氮氧化物(NOx)是大氣環境中主要的污染物之一，它不僅能形成光化學煙霧，產生酸雨、酸霧，還能破壞臭氧層，對環境危害巨大，并且危害人體健康，可引起呼吸系統疾病，因此控制和治理氮氧化物的污染一直是國際環保領域的研究熱點。

人類生產活動排放的氮氧化物主要有兩個來源：一個是火力發電廠、工業鍋爐等固定源排放的煙道氣，另一個是汽油車、柴油車和工程機械設備等移動源排放的尾氣，主要由NO和少量NO₂組成。目前，所有燃燒后處理氮氧化物排放技術中，應用最廣泛的當屬選擇性催化還原(Selective?Catalytic?Reduction，SCR)技術，尤其是氨作為反應的還原劑，使氮氧化物轉化為無害的氮氣，其反應的主要方程式為，4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O。

針對燃煤發電廠、燃煤鍋爐等固定源排放尾氣中氮氧化物的治理，一般采用的催化劑主要是釩鈦體系(如V₂O₅/WO₃-TiO₂)催化劑，這類催化劑的反應溫度在300～400℃。用于凈化處理移動源中汽油車尾氣排放的氮氧化物，現在廣泛使用的是汽車尾氣三效凈化催化劑，它不僅能降低氮氧化物的排放，同時還可以凈化一氧化碳和烴，催化劑技術成熟，凈化效果好，但要求發動機在空燃比為14.7左右運行，而且汽車尾氣三效凈化催化劑采用的貴金屬價格昂貴，其應用受到限制。針對移動源中柴油車尾氣控制氮氧化物的排放，雖然現今還沒有技術十分成熟，凈化效果十分理想的后處理方法和脫硝催化劑，但選擇性催化還原技術及其相關的催化劑在這方面的應用依然是最有前途的。到目前為止，中國還沒有大規模商業化生產的脫硝催化劑，由于柴油車尾氣排放溫度低、尾氣中氧含量高等車載特點，要求催化劑的反應溫度窗口要寬(150～550℃)，傳統的釩鈦體系催化劑和汽車三效催化劑都不能滿足柴油車尾氣中氮氧化物的凈化要求，因此為了保護人類賴以生存的環境和滿足日益嚴格的排放法規，結合柴油機自身排放特點開發新的有效的低溫選擇性催化還原脫硝催化劑材料是非常急需和有必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低溫氨-選擇性催化還原(NH₃-SCR)脫硝催化劑的制備方法，相比于傳統的釩鈦體系催化劑和貴金屬體系汽車三效催化劑，該催化劑具有制備過程簡便、原料成本低、環境友好等優點，對氮氧化物有較高的低溫選擇催化活性，更適用于柴油車和工程機械設備等移動源排放尾氣中氮氧化物的凈化處理。

本發明提供一種低溫氨選擇性催化還原脫硝催化劑的制備方法，其特征在于：

催化劑的組成為：CuOx/WO₃-ZrO₂；其中：X為1～2；

其中各組分的重量百分含量為：CuOx：1～20％，WO₃：5～20％，ZrO₂：60～95％；

包括以下工藝步驟：

(1)將鋯鹽硝酸氧鋯或氧氯化鋯，溶于去離子水中，配置成濃度為0.2～0.5摩爾/升的溶液，攪拌；在攪拌的同時，向上述溶液中緩慢滴加氨水，氨水濃度為10～25wt％，直至溶液pH值為9～10.5，并在此pH值條件下保持1～4小時；

(2)將鎢鹽仲鎢酸銨加入到步驟(1)得到的溶液中，繼續攪拌1～4小時，然后補充氨水，在保持pH值為9～10.5的條件下陳化；溫度為60～95℃，陳化時間為6～24小時；

(3)經過濾，洗滌，干燥；空氣干燥，溫度為90～120℃，烘干至恒重。在500～700℃煅燒2～6小時，制備成WO₃-ZrO₂復合氧化物；

(4)采用等體積浸漬法，將銅鹽硝酸銅溶液與WO₃-ZrO₂復合氧化物均勻混合，干燥，在500～600℃煅燒2～6小時，得到CuOx/WO₃-ZrO₂催化劑。

按照本發明所述的制備方法，其優選方案特征在于：

催化劑的組成為：CuOx/WO₃-ZrO₂；其中：X為1～2；