[發明專利]用于NOx去除的釩/鎢/二氧化鈦催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210159618.3
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102794168A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 李康弘;南承河;徐泌源;金申漢
• 申請（專利權）人: CERACOMB株式會社
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

技術領域

本發明涉及用于NOx去除的釩/鎢/二氧化鈦催化劑（vanadium/tungsten/titania?catalyst）的制備，并且更具體地，涉及用于選擇性催化還原方法中的高效釩/鎢/二氧化鈦催化劑及其制備方法、以及通過利用該催化劑去除NOx的方法。

背景技術

隨著由于近來收入水平的提高和生活環境的改善引起的汽車和焚燒設備（incineration?facility）的快速增加，化石燃料的用量已經增長。因此，在化石燃料的燃燒處理過程中產生的NOx的處理已經作為一個問題而出現。

選擇性催化還原（在下文中，稱作“SCR”）方法作為傳統的去除NOx的方法已被最廣泛使用。根據該SCR方法，NOx選擇性地與還原劑氨（ammonia）反應以分解成氮氣和水。

可以制備適用于基于氨的SCR的各種去除NOx的催化劑，但其中最廣泛使用釩/二氧化鈦催化劑。然而，由于在高溫范圍內通過氧化氨會使釩/二氧化鈦催化劑產生NOx，所以由于必須根據脫硝（denitration）去除的NOx而引起活性可能傾向于降低，而不是增加。

同時，除了釩/二氧化鈦催化劑以外還可以使用鎢/二氧化鈦催化劑。在這種情況下，在高溫范圍內的活性可能較好，但是在低溫范圍內由于低的活化能可能導致去除NOx的效率較低。因此，必須將排出的氣體重新加熱到催化劑能夠顯示活性的溫度，結果必須消耗大量的能量。

為了解決前述兩種催化劑中的局限性，已經制備并商品化了在鈦擔載體（鈦載體，titanium?carrier）中包含釩和鎢作為助催化劑的催化劑。

特別地，在“Chemical?Engineering?Progress,pp.39-45,January,1994”中公開的V₂O₅-WO₃-TiO₂催化劑（在下文中，稱作“相關技術1”）是主要用于SCR的催化劑，且報道了根據反應條件V₂O₅-WO₃-TiO₂催化劑具有90%以上的NOx去除率且主要用于250°C至400°C的溫度范圍內。

并且，美國專利第4,929,586號公開了一種NOx去除催化劑（在下文中，稱作“相關技術2”），其中使用活性成分諸如V₂O₅、MoO₃、WO₃、Fe₂O₃、CuSO₄、VOSO₄、SnO₂、Mn₂O₃和Mn₃O₄浸漬具有銳鈦礦晶體結構的二氧化鈦（TiO₂）擔載體，且報道了該催化劑在接近350°C具有約90%的NOx轉化率。其還描述了相關技術2中用作擔載體的二氧化鈦具有0.05cc/cc至0.5cc/cc的孔徑為600以下的孔的微孔孔隙率范圍（micropore?porosity?range）、0.05cc/cc至0.5cc/cc的孔徑為600以上的孔的大孔孔隙率范圍（macropore?porosity?range）、以及0.8cc/cc的最大總孔隙率。

同時，美國專利第4,916,107號公開了一種NOx去除催化劑（在下文中，稱作“相關技術3”），其中鈦與鎢、釩、鐵、鈮、和鉬的原子比在1∶0.001至1的范圍內。關于相關技術3，根據謝勒方程（Scherrer’s?equation）在（101）面的TiO₂晶體尺寸特別地被限制在185至300的范圍內以便防止由于重金屬吸附在TiO₂表面上而引起的中毒。

相關技術1至3公開了二氧化鈦的孔隙率和晶體尺寸、以及釩與鎢的比率，但是沒有詳細描述在制備釩/鎢/二氧化鈦催化劑過程中為提高活性而必須改善的特性，并且顯示活性的催化劑的操作窗口（operation?window）可能非常狹窄。

因此，本發明的發明人密切地觀察了相關技術的前述局限性并進行了提高釩/鎢/二氧化鈦催化劑活性的特性的集中研究而因此完成本發明。

發明內容

技術問題