[發明專利]一種用于低溫煙氣脫硝的蜂窩狀SCR脫硝催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210351555.1
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102861595A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 王岳軍;王瑞洋;莫建松;劉偉;虞廷興
• 申請（專利權）人: 浙江天藍環保技術股份有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/04;B01D53/90;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

本發明涉及氮氧化物治理技術領域，具體涉及一種低溫下催化活性較高的蜂窩狀SCR脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術

氮氧化物(NOx)是實現多環境目標統籌管理和全面改善大氣環境質量的關鍵污染物，可導致酸沉降、引發光化學煙霧、加快溫室效應，會嚴重危害人體健康。目前我國的NOx排放總量已經超過1800萬噸，如果不對其采取有效的控制措施，預計未來十年我國NOx排放量將迅猛增長，到2020年將達到3000萬噸以上，屆時無疑會成為世界第一大NOx排放國。

在眾多的煙氣脫硝方法中，選擇性催化還原(SCR)技術是目前發達國家采用最多的煙氣脫硝方法，其脫硝效率可達90％以上。脫硝催化劑是SCR技術的重要組成部分，其費用通常占SCR系統初始投資的30％～40％。催化劑的布置方式一般有高塵布置(HD)、低塵布置(LD)和尾部控制(TE)三種，低溫SCR催化劑能在較低溫度下催化還原NOx，因而可采用尾部控制。這種工藝進入反應器的煙氣粉塵及SO₂的含量很低，催化劑抗磨損和抗堵塞性能好，可采用比表面積較大的細孔徑催化劑，還可提高煙氣流速，可有效減少催化劑用量，提高使用壽命。就我國目前固定源燃燒裝置的現狀而言，采用低溫SCR催化劑是最經濟適合的選擇，突出的難點就是催化劑的低溫活性問題。因此，一方面，研制開發與之匹配的低溫高效、性能穩定的低溫SCR催化劑成為該技術研究領域的一大熱點；另一方面，該技術的成功應用蘊含著巨大的經濟效益和環境效益。

申請號為201010235033.6的專利以金屬有機框架物為載體，以Mn、Fe、Cu、V、Ce為活性物質，制成的催化劑在80～200℃測得NO的轉化率在80％以上。但由于活性物質是通過浸漬法負載，活性物質容易脫落。申請號為200510031743.6的專利以TiO₂為載體，活性組分為Mn及變價金屬鐵或銅或釩或鈰或鉻的氧化物，在120℃時活性接近100％，但是該方法制得的催化劑為顆粒狀，在工業應用上有很大的局限性。申請號為201010559955.2的專利以負載TiO₂-SiO₂涂層的堇青石蜂窩陶瓷為載體，活性組分是Mn、Fe、Ce、Zr、W等元素的氧化物，通過原位沉淀法制得，但其NO轉化率在120℃時很低，平均只有54.4％。

發明內容

本發明提供了一種用于低溫煙氣脫硝的蜂窩狀SCR脫硝催化劑及其制備方法，有效提高SCR脫硝催化劑的低溫(80～120℃)活性并極大地提高整體蜂窩狀SCR脫硝催化劑的強度及成型率。

一種用于低溫煙氣脫硝的蜂窩狀SCR脫硝催化劑，包括載體、活性組分和添加劑，所述載體為納米銳鈦礦鈦鎢粉與鈦硅粉的混合粉料，所述活性組分為含錳、鈰、鐵和鋯的金屬化合物；所述添加劑為酸液、堿液、結構助劑和粘結劑；

以載體的質量份為100份計，由以下質量份的原料制成：

作為優選，所述載體中鈦鎢粉與鈦硅粉的質量比為3.5～4.5∶1；其中，鈦鎢粉中含有5～10％的納米級WO₃，鈦硅粉中含有5～10％的納米級SiO₂。TiO₂作載體的蜂窩狀SCR脫硝催化劑在實際應用過程中耐磨性能相對較差，本發明中，采用納米銳鈦礦鈦鎢粉和鈦硅粉的混合粉料為載體，制備的催化劑在實際應用過程中耐磨性能好。

所述的含錳前驅體包括醋酸錳、硝酸錳和二氧化錳中的至少一種。

所述的含鈰前驅體為硝酸鈰、二氧化鈰和三氧化二鈰中的至少一種。

所述的含鐵前驅體為草酸亞鐵、硫酸亞鐵、氯化亞鐵和三氧化二鐵中的至少一種。

所述的含鋯前驅體為硝酸鋯或/和氧化鋯。

硝酸鈰和醋酸錳都需先在40～60℃的環境中干燥后研磨粉碎。

所述的酸液為乳酸，所述的堿液為氨水。乳酸的濃度優選為29～60％，氨水的的濃度優選為20～25％。