[發明專利]一種用于SCR煙氣脫硝的整體蜂窩催化劑及其制備工藝

有效

• 申請號: 201110301627.7
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN102380370A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 王岳軍;劉偉;莫建松;吳忠標
• 申請（專利權）人: 浙江天藍環保技術股份有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及整體蜂窩催化劑制備技術，尤其涉及一種用于SCR煙氣脫硝整體式選擇性催化還原蜂窩催化劑的制備工藝。

背景技術

我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國，煤炭在我國的能源結構中仍占很大比例，以煤炭為主的能源消耗結構是引起我國氮氧化物污染日趨嚴重的最重要原因。多年以來，我國一次能源消費總量中煤炭占75％以上，預計在未來10年中煤炭仍將占能源消費總量的70％左右，在今后相當長的時期內，以煤為主的能源供應與消耗格局不會改變。其中，在鋼鐵、有色冶金、化工、建材等行業共有50萬臺以上的燃煤工業鍋爐年耗煤超過10億噸，年排放氮氧化物700萬噸以上，但幾乎所有的工業鍋爐均未安裝脫硝裝置，若不加控制，由此產生的氮氧化物將對人類和環境構成極大危害。同時，在國家頒布的燃煤電廠污染物排放標準的二次意見征求稿中，對燃煤鍋爐NOx的排放有了嚴格的規定：NOx最高允許排放濃度為100mg/m³。因此，無論是從環境還是法律角度，必須大力發展燃煤工業鍋爐煙氣脫硝技術。

整體催化劑包括蜂窩狀、板式和波紋板三種結構。板式和波紋板催化劑性能相對較差，原因是在粉塵的沖刷下其表面活性物質易磨損流失，催化活性下降較快，使用壽命較短；同時由于其基體為金屬支撐件，無催化活性，所以這兩種催化劑活性及耐久性均有待提高。

由于蜂窩催化劑的活性成分在其中均勻分布，即使催化劑表面有磨損，仍可保持較強的活性，所以蜂窩狀催化劑在高灰和低灰情況均可應用，同時其擠出式的生產工藝可形成不同體積及形狀的催化劑，我們可以按照工業爐窯的內部結構來做相應的調整、生產。

我國對于脫硝催化劑的需求量巨大，但是由于沒有其工業化自主知識產權，幾乎都要購買國外少數幾個公司生產的催化劑。加快對于脫硝技術的研發，有助于我國環保產業的長期健康發展，打破國外技術壁壘，因此意義深遠。目前國內對于脫硝技術的引進開發尚處于初步應用階段，對于催化劑的制備工藝、技術比較欠缺。大量的催化劑成型工藝以陶瓷、活性炭、分子篩以及金屬作為骨架，使用浸漬、涂覆方法負載活性組分，活性組分負載不均勻，活性成分壁薄，隨著時間的延長表面不斷脫落，活性下降劇烈。

申請號為201010153471.8的中國發明專利以30～50％的TiO₂-SiO₂粉體、10～20％的TiO₂、20～50％的高粘凹凸棒土和5～25％的無定形的MnOx為載體，擠出為蜂窩狀，再通過浸漬法在載體表面負載活性組分V₂O₅和WO₃，該催化劑在空速50000h^-1、NO1500ppm、溫度200℃條件下，最高脫硝率可高達96％；申請號為200710188005.1的中國發明專利以堇青石作為催化劑基底，通過涂覆法將Al₂O₃-SiO₂-TiO₂復合溶膠負載在堇青石表面形成復合載體，再通過浸漬法將活性組分V-W-La負載在載體表面(工藝較為復雜)，該催化劑在空速30000h^-1、NO500ppm、NOx/NH₃為1.1、煙氣溫度300℃條件下，脫硝率高達93％；申請號為201010615628.4中國發明專利以活性炭為基體，然后加入有機粘結劑、成型助劑，經擠出干燥得到活性炭載體，通過等體積浸漬法將活性組分硝酸錳、硝酸鈰負載在催化劑表面，用該法制得的催化劑比表面積高、孔隙結構發達，該催化劑在空速2100h^-1、NO500ppm、反應溫度180℃條件下，脫硝率高達99.6％；上述專利雖然脫硝效果良好，但是由于活性組分是通過浸漬法負載，催化劑易脫落、再生困難，較難長期使用。

將活性組分和載體混合后再擠出成型得到的蜂窩催化劑性能優越，但在實際操作中也會出現一定的問題。申請號為200910044963.0的中國發明專利以V-W-Ti-Mn-Mo-Cu為有效成分，通過加入各種成型助劑，再擠出成型得到整體蜂窩催化劑。其中加水量最高達到100％，加水量太高導致后續的干燥成型容易開裂，對養護時的溫度及濕度要求較高，成品率較低極大增加了催化劑的生產成本。

發明內容

鑒于技術背景存在的問題，本發明要解決的問題是提供一種用于SCR煙氣脫硝整體蜂窩催化劑成型制備工藝。

一種用于SCR煙氣脫硝的整體蜂窩催化劑，以TiO₂粉末為基底，同時包括活性成分和添加劑。