[發(fā)明專利]一種低溫脫硝CeO2-NaX分子篩催化劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210319056.4
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN102814191A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 郭瑞堂;周曰;潘衛(wèi)國;徐宏建;于月良;何明福;聞雪平
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: B01J29/08
• 分類號: B01J29/08;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發(fā)明涉及到低溫煙氣脫硝領域，具體涉及一種低溫脫硝CeO₂-NaX分子篩催化劑及其制備方法。

背景技術

SCR法(?選擇性催化還原法)?是目前國內(nèi)外燃煤電廠應用最多且最成熟的有效去除氮氧化物的技術，脫硝效率可達到90%?以上，它一般以氨作還原劑，在空氣預熱器的上游注入含NO_x的煙氣，在催化劑的作用下NO_x被還原為N₂和水，其中催化劑是決定脫硝效率的關鍵因素，其操作溫度為300～400℃?。SCR反應器設置在電除塵器后、濕法脫硫裝置前，催化劑受飛灰及雜質(zhì)影響較小，但燃煤煙氣的排放溫度一般在150～220℃?，需對煙氣進行再加熱，消耗能源，探索低溫經(jīng)濟脫硝催化劑成為氮氧化物控制技術未來的發(fā)展方向和關鍵。目前國外學者也正積極的探索具有低溫活性的脫硝催化劑。

選擇性催化還原法（selective?catalytic?reduction，SCR）由于成熟和高效而成為火力發(fā)電廠等固定源主流的脫硝技術，其核心主要是以NH3或其它烴類（包括CO和H₂?等）作為還原劑，在催化劑的作用下，將NO等還原成N₂和水。其中，以NH₃為還原劑的SCR技術因其效率高而得到了廣泛應用。但傳統(tǒng)的選擇性催化劑要求溫度在300～400℃，對于電站鍋爐，必須將其置于除塵器之前，縮短了催化劑的使用壽命，增加了現(xiàn)有鍋爐脫硝改造的難度。因此，研究開發(fā)能夠低溫運行的SCR?催化劑，使催化反應器能布置在除塵和脫硫裝置之后，具有重要意義。SCR?催化技術因其轉化率高、選擇性好、實用性強等特點而備受青睞。目前廣泛研究的低溫SCR催化體系主要以NH₃為還原劑,催化劑可分為4?類:?貴金屬催化劑、分子篩催化劑、金屬氧化物催化劑和碳質(zhì)材料催化劑。Krishnan?等人利用人工合成的煙氣,對一種含有貴金屬Pt的商業(yè)級SCR催化還原NO_xCAT920LTTM的低溫性能進行了測試。測試結果表明:在中等空速(24000/?h)?,溫度為150℃～200℃時,?NO_x去除率最高僅為35%。這表明現(xiàn)有的商業(yè)催化劑在低溫下無法達到理想的除NO_x效果,必須開發(fā)出新型的低溫SCR催化劑。

目前,低溫催化劑的研制開發(fā)主要集中在以下2個方面:(1)針對不同的載體,如碳材料、金屬氧化物催化劑Al₂O₃、TiO₂和金屬離子交換分子篩催化劑ZSM-5?等開發(fā)高效的低溫SCR催化劑;(2)在高效的載體上配合不同的活性物質(zhì),如V、W、Mn、Cu、Ni和Pt等金屬氧化物,使催化劑具有高的抗SO₂和水蒸氣活性。研究發(fā)現(xiàn),銅氧化物具有較好的低溫催化特性,CuO/Al₂O₃以NH₃為還原劑可達到90%以上的脫硝率,但銅氧化物對煙氣中的SO₂比較敏感。

針對目前低溫SCR催化劑的開發(fā)和應用情況,應在以下一些方面作進一步的研究,以期開發(fā)出適合工業(yè)應用的低溫催化劑。

(1)、?提高催化劑的活性和選擇性,使之在較低的溫度(<200℃)和較寬的溫度窗口內(nèi)具有較高的NO_x轉化率；

(2)、?使催化劑在低溫下具有良好的抗SO₂和水等物質(zhì)毒化的性質(zhì),延長其使用壽命；

(3)、?提高催化劑的機械強度和熱穩(wěn)定性,減少壓力損失,降低成本,使之具有適宜的商品性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述的提高催化劑的活性和選擇性使之具有較低和較寬的溫度窗口內(nèi)具有較高的脫硝率及提高催化劑的機械強度和熱穩(wěn)定性的技術問題而提供一種低溫脫硝CeO₂-NaX分子篩催化劑及其制備方法。

本發(fā)明的技術方案

一種低溫脫硝CeO₂-NaX分子篩催化劑，即以NaX分子篩負載CeO₂，按質(zhì)量比計算，CeO₂：NaX分子篩為1-15：100。

上述的一種低溫脫硝CeO₂-NaX分子篩催化劑的制備方法，步驟如下：