[發(fā)明專利]一種超聲與分步浸漬法制備低溫脫硝復(fù)合催化劑的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410055342.3
• 申請(qǐng)日: 2014-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN103785409A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董國(guó)君;王永恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/889
• 分類號(hào): B01J23/889;B01J37/02;B01J37/34;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種低溫脫硝復(fù)合催化劑的制備方法，具體地說(shuō)是一種高效低溫脫硝復(fù)合催化劑V₂O₅-WO₃/MnO₃-CeO₂-Fe₂O₃/TiO₂的制備方法。

背景技術(shù)

氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物之一，排放到大氣中的NOx會(huì)形成酸雨、破壞臭氧層、產(chǎn)生溫室效應(yīng)、損害人類身體健康。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大氣污染中氮氧化物約70%來(lái)自煤炭的直接燃燒，2012年全國(guó)氮氧化物排放量2338萬(wàn)噸，因此，對(duì)氮氧化物的有效凈化迫在眉睫。

目前減少NOx排放的措施主要分為2種:燃燒控制和煙氣脫硝。在實(shí)際生產(chǎn)中，低NOx燃燒技術(shù)對(duì)NOx的降低率不超過(guò)60%，已無(wú)法到達(dá)日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此要進(jìn)一步降低NOx的排放必須采用煙氣脫硝技術(shù)。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作，選擇性催化還原法(selective?catalytic?reduction，SCR)是目前較為成熟和高效的主要脫硝技術(shù)之一,而其核心問(wèn)題就在于催化劑的研制。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)許多催化劑體系進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，如V₂O₅-WO₃/TiO₂，Mn/TiO₂，F(xiàn)e/TiO₂，Cu/TiO₂，MnOx-CeO₂/TiO₂等等。目前，工業(yè)化應(yīng)用的NH₃-SCR催化劑，多以TiO₂為載體，在負(fù)載一定量的V₂O₅、WO₃或者M(jìn)oO₃等組分，該類催化劑在高效凈化NO_x的同時(shí)，具備良好的抗硫性能。但是，該技術(shù)在實(shí)際使用中仍存在一些問(wèn)題，脫硝活性溫度窗口窄（300～400℃）；活性組分釩有毒、易流失、毒害環(huán)境、容易造成二次污染；以及易使SO₂氧化為SO₃等缺點(diǎn)。因此，開發(fā)新型具有高SCR脫硝活性，寬脫硝溫度窗口，無(wú)毒、無(wú)害、廉價(jià)的釩基或者非釩基SCR脫硝催化劑，并將其應(yīng)用于火電廠等燃煤固定源尾部煙氣氮氧化物的催化凈化，具有重要的環(huán)境和社會(huì)意義。

目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)申請(qǐng)的關(guān)于SCR脫硝催化劑的專利中，公開號(hào)為CN101468314A采用浸漬法制備V₂O₅/TiO₂催化劑，在NO300ppm，NH₃360ppm，O₂5%，210℃條件下，NO轉(zhuǎn)換率達(dá)93%。但是高釩SCR催化劑存在氧化SO₂成SO₃的問(wèn)題，SO₃與水和NH₃生成硫酸鹽并沉積在催化劑表面，降低催化劑活性和壽命，同時(shí)SO₃嚴(yán)重腐蝕管道設(shè)備，增加設(shè)備成本。公開號(hào)為CN102553574A采用浸漬法制備V₂O₅–MnO₂/TiO₂，在NO1000ppm，NH₃1000ppm，O₂3%，N₂為平衡氣，總氣量為3L/min，反應(yīng)空速(GHSV)為30000h^-1，在200℃脫硝活性才56.1%，230℃時(shí)脫硝活性才達(dá)到80%，這是由于偏釩酸銨和硝酸錳一起溶解后在負(fù)載到TiO₂上，TiO₂表面上的助劑錳物種與主活性組分V物種競(jìng)爭(zhēng)，所以表面V物種濃度較低，導(dǎo)致催化劑的脫硝活性偏低。公開號(hào)為CN101920213A以金屬有機(jī)框架物為載體，以Mn、Fe、Cu、V、Ce為活性物質(zhì)，制成的催化劑在80～200℃測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率在80%以上。但由于活性物質(zhì)是通過(guò)普通浸漬法負(fù)載的，活性物質(zhì)容易脫落。公開號(hào)為CN1724149以TiO₂為載體，活性組分為Mn及變價(jià)金屬鐵或銅或釩或鈰或鉻的金屬氧化物，在120℃時(shí)活性接近100%，但該方法制得的催化劑為以Mn為主活性組分，其他金屬氧化物為助劑，適合120℃左右尾氣處理。