[發明專利]一種蜂窩式鈰鋯鎢鈦基脫硝催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201410410246.6
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN105435776A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 周堅剛
• 申請（專利權）人: 上海郎特汽車凈化器有限公司;上海郎特電力環保科技有限公司
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01D53/56;B01D53/86
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，具體涉及一種蜂窩式鈰鋯鎢鈦基脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術

我國燃煤電廠排放出大量的氮氧化物，而氮氧化物的存在則會造成酸雨、光化學煙霧、臭氧層空洞等危害，因此，面對日益嚴格的氮氧化物排放標準，開發出適合我國國情的煙氣脫硝技術，對我國環境污染治理具有重要意義。目前，應用較為廣泛且技術較為成熟的氮氧化物控制技術為選擇性催化還原(SCR)脫硝技術，其中催化劑成本占SCR脫硝工程總投資的40％～60％。可以看出，催化劑是SCR脫硝技術的核心，是SCR脫硝技術投入生產實踐的關鍵。

目前，傳統商用SCR催化劑為V₂O₅-WO₃/TiO₂催化劑，采用V₂O₅作為活性組分，而V₂O₅為一種劇毒氧化物，在生產和使用過程中會產生嚴重污染。同時V₂O₅-WO₃/TiO₂催化劑結束壽命后，由于回收和處理成本高，大量回收催化劑采取掩埋方式處理，其表面附著的劇毒的V₂O₅對環境形成潛在的二次污染。因此，能否研制出適合我國生產的新型無毒脫硝催化劑是SCR技術廣泛應用于我國煙氣脫硝系統的瓶頸。

申請號為201110115172.X專利公開一種CeO₂-ZrO₂基SCR催化劑及其制備方法，以堇青石蜂窩陶瓷為載體，在所述載體上負載鈰鋯固溶體活性涂層，在所述活性涂層上負載Nb₂O₅改性涂層。優化后的催化劑在250～450℃溫度窗口可達到80％脫硝率。但這種采用浸漬法制備脫硝催化劑的缺陷是使用壽命短，涂層易磨損脫落。

申請號為201310121498.2專利公開一種新型高效無毒環保催化劑及其制備方法，在商業V₂O₅-WO₃/TiO₂脫硝催化劑中添加稀土金屬氧化物以改善催化劑性能。但該方法沒有考慮到V₂O₅的劇毒性，仍對環境存在潛在的二次污染。

申請號為200810196017.3專利公開一種煙氣脫硝復合催化劑及其制備方法，以鋁基或硅基陶瓷為第一載體，鋁硅復合氧化物為第二載體，鈰鋯復合金屬氧化物為活性組分。采用浸漬法制備載體涂層和活性涂層，制得催化劑活性穩定，拓寬了溫度窗口，環保廉價，無二次污染。但存在的問題是采用浸漬法制備的催化劑使用壽命短，不能同各種工況相適應。

申請號為201310379847.0專利公開一種無毒低溫脫硝催化的催化劑及其制備方法，采用堇青石蜂窩體、多孔性粒狀載體、沸石分子篩粒狀載體、沸石分子篩蜂窩體等為基體，以氧化錳為主催化劑，以稀土氧化物為負載，以氧化鈦為輔助催化劑。該涂覆材料在120℃～250℃具有較好的低溫催化效能、使用壽命長的優點。但存在的問題是高溫活性低，不能適用于各種工況。

以上現有技術制備脫硝催化劑均具有較好的脫硝活性，但采用V₂O₅作為活性組分制備催化劑存在毒性大、對環境形成潛在二次污染問題；采用浸漬制備的以稀土金屬氧化物作為活性組分催化劑存在使用壽命短、不能適用各種工況等問題。

發明內容

本發明首先提供了一種蜂窩式鈰鋯鎢鈦基脫硝催化劑的制備方法，該方法包括如下步驟：

①制備泥料

將鈦鎢粉、木漿、玻璃纖維、粘結劑、硬脂酸、主成型劑、水以及活性組分前驅體溶液放入混料機中混合，得到催化劑泥料；

②過濾預擠

將泥料進行陳腐，陳腐好的泥料進行過濾，過濾好的泥料放入預擠機中進行預擠出，并將預擠后的泥料進行陳腐；

③制備脫硝泥坯：

將過濾預擠后的泥料加入真空擠出機進行擠壓成型，得到蜂窩狀坯體；進行干燥；

④焙燒

將干燥坯體置于電爐內焙燒，得到脫硝催化劑；

本發明的蜂窩式鈰鋯鎢鈦基脫硝催化劑以鈦鎢粉作為載體，以氧化鈰、氧化鋯作為活性組分；活性組分占鈦鎢粉載體的質量分數為1～20％；Ce/Zr摩爾比為1：0.1～1；

其中，氧化鈰前驅體為硝酸鈰，氧化鋯前驅體為硝酸鋯或醋酸鋯或氧氯化鋯；