[發明專利]一種添加SiO2的脫硝催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210373250.0
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102921405A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 劉清才;許志鵬;吳國防;楊強;席文昌;劉紅輝;魏麗斯;楊劍;劉浪;袁鵬;李琳;周強;孔明;徐晶;洪燕;李云濤
• 申請（專利權）人: 重慶大學;重慶遠達催化劑制造有限公司;中電投遠達環保工程有限公司
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明屬于脫硝催化劑技術領域，具體涉及一種添加SiO₂的脫硝催化劑及其制備方法。?

背景技術

氮氧化物NOx是主要的大氣污染之一，?NOx包括NO，NO₂，N₂O，N₂O₃，和N₂O₄等，主要以NO和NO₂的形式存在。燃煤電廠是NOx排放最主要的來源，我國氮氧化物NOx排放近70%來自于煤炭燃燒。氮氧化物的排放會造成酸雨，溫室效應和臭氧層破壞等環境問題，嚴重危害人類健康和社會發展。?

目前，世界上工業應用的脫硝技術主要分為低NOx燃燒技術、SNCR技術和SCR技術。選擇性催化還原（SCR）脫硝技術具有極高的NOx脫出率，是目前應用最多、最成熟的煙氣脫硝技術，該技術是在有催化劑存在的條件下利用NH₃等還原劑將NOx還原成N₂和H₂O,從而達到脫除NOx，消除污染的目的。?

催化劑是SCR技術的核心，其成分組成、結構及相關參數直接影響SCR技術的脫硝效率及運行情況。SCR催化劑按其成分組成分為貴金屬型、金屬氧化微型和沸石分子篩型。目前應用最廣泛的是金屬氧化微型催化劑，其中，釩類催化劑（V₂O₅-WO₃/TiO₂）應用最廣泛，其催化劑載體TiO₂為脊性材料，遇水有一定的水硬性，易與模具等粘結，所以為制備具有一定形狀、機械強度、比表面積和活性的催化劑，通常需添加各類添加劑，如粘合劑、助擠劑、潤滑劑等。研究表明在催化劑中，各類添加劑，如粘合劑、助擠劑、潤滑劑等的成分、添加量和加入方式等條件對于SCR催化劑的性能影響巨大。?

隨著我國經濟發展對煤炭需求的日益增加，NOx排放量也在不斷增加，因此對于具有高效能的優質脫硝催化劑非常需要。目前我國制備脫硝催化劑時，為提高脫硝催化劑的性能加入的添加劑主要包括玻璃纖維、聚丙烯纖維（P-Chop）、羧甲基纖維素（CMC）、聚氧化乙烯（PEO）等，這些添加劑的加入使催化劑的機械性能有所改善，但效果均不是很理想；另外目前國外企業掌握并壟斷了催化劑制備技術，這就造成優質高效的脫硝催化劑成本較高。因此目前研制出優質高效和成本低廉的脫硝催化劑是當前煙氣脫硝技術領域急需解決的問題。?

NOx對環境的污染已經成為全球性的不可忽視的問題，我國氮氧化物排放近70%來自于煤炭燃燒，而燃煤電廠是NOx排放的最主要的來源，對燃煤電廠NOx排放進行控制意義重大。目前，選擇性催化還原（SCR）是當今燃煤電廠應用最廣泛的煙氣脫硝技術，催化劑是SCR技術的核心，目前商用SCR催化劑大多是以具有銳鈦礦結構的TiO₂為載體的釩類催化劑（V₂O₅-WO₃/TiO₂）。國外己經發展到比較成熟的階段，SCR脫硝催化劑的生產已經商業化。因催化劑載體TiO₂為脊性材料，且遇水有一定的水硬性，易與模具等粘結，所以為制備具有一定形狀、機械強度、比表面積和活性的催化劑，通常需添加各類添加劑，如粘合劑、助擠劑、潤滑劑等。目前，在成型商業催化劑中，各種黏結劑，助擠劑等添加劑占總重量的10%左右，但對于各種黏合劑和助劑的成分，含量和加入方式屬于技術機密，而這些條件對于SCR催化劑的性能影響巨大。由于國外企業掌握并壟斷了催化劑制備技術，造成催化劑成本較高，隨著我國經濟發展對煤炭需求的日益增加。因此研制具有低成本且機械性能較好的國產催化劑對于我國煙氣脫硝技術的發展具有重要意義。?

?研究表明在成型商業催化劑中，粘結劑、結構助劑的成分、含量和加入方式等條件對于SCR催化劑的性能影響巨大。利用國產原料制備脫硝催化劑，將導致原材料配方發生改變，因此有必要對催化劑配方中粘結劑、結構助劑含量進行相應的調整和優化。粘結劑包括玻璃纖維、羧甲基纖維素（CMC）、聚乙烯醇（PEO）等，在商業催化劑中含有一定量的硅鋁酸或玻璃纖維，在催化劑中適用這些無機助劑會使催化劑的機械性能有所改善。?

作為催化劑的重要組成部分，對于優質的脫硝催化劑添加劑和粘結劑的開發也是當前煙氣脫硝技術領域急需解決的問題。選擇合適的催化劑添加劑、添加劑的成分、含量以及加入方式將對改善催化劑機械性能、降低催化劑成本具有重要意義。?

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發明內容