[發明專利]一種釩系負載型中溫SCR催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201410441962.0
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104226296A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 張亞平;郭婉秋;王龍飛;沈凱;徐海濤;周長城
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J23/22
• 分類號: B01J23/22;B01J35/10;B01D53/56;B01D53/86
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，具體地涉及應用于火電廠煙氣的一種釩系負載型中溫SCR催化劑及其制備方法。

背景技術

氮氧化物是大氣污染的重要組成，由它引起的酸雨、光化學煙霧、近地面臭氧濃度增高以及霧霾天氣，對人類的健康和動植物的生長造成了很大危害。2012年我國第三次修訂了《環境空氣質量標準》，標準明確提出氮氧化物濃度限值為100mg/m3(重點區域)，國務院批準的《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》明確提出NOx的控制指標到2015年，重點區域排放量下降13％，空氣質量有所改善，NO₂年平均濃度7％。

選擇性催化還原法(SCR)是目前應用最廣泛、處理效率最高的脫硝技術，其催化劑應用最多的是V-W(Mo)-Ti系列，所用載體TiO₂載體比表面積比較小，TiO₂和ZrO₂由于其獨特的性質引起催化領域的廣泛興趣，復合氧化物TiO₂-ZrO₂一般具有更大的比表面積和更強的酸性，因而作為載體會比單一氧化物更好。SCR催化劑的反應溫度須在350℃以上。要達到此溫度，煙氣脫硝反應器必須置于鍋爐省煤器之后，空氣預熱器之前。導致催化劑受到高濃度煙塵的沖刷、磨損和飛灰中雜質的污染，煙溫過高還會使催化劑燒結、失活，或發生NH₃氧化為NO的副反應等；而且對于中國現有的大多數鍋爐來說，省煤器、空氣預熱器和鍋爐是組裝為一體的，該技術與中國現有鍋爐匹配有一定困難。針對這些問題，中溫高活性煙氣脫硝SCR催化劑的研究成為熱點。

近年來CeO₂因其出色的儲氧能力、氧化還原能力，使其在催化劑領域受到極大關注，研究者們開發了一些應用于NH₃-SCR反應的含鈰催化劑，比CeO₂/TiO₂催化劑、CeO₂-WO₃/TiO₂催化劑CeO₂-Fe₂O₃/TiO₂催化劑、CeO₂/TCNTs催化劑等，均在200～450℃內具有較高的催化活性。因此研究在V₂O₅/TiO₂-ZrO₂基礎上負載CeO₂的催化劑以期降低脫硝反應溫度，提高脫硝效率和催化劑的抗熱性能，拓寬脫硝溫度窗口。

發明內容

發明目的：為解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種釩系負載型中溫SCR催化劑，該催化劑通過添加CeO₂提高了催化劑的抗熱性，降低催化劑的還原溫度，提高脫硝效率，拓寬其選擇性催化還原脫硝活性溫度窗口，對V₂O₅/TiO₂-ZrO₂催化劑有很好的改性作用。

本發明還要解決的一個技術問題是提供上述釩系負載型中溫SCR催化劑的制備方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提出了一種釩系負載型中溫SCR催化劑，以鈦鋯氧化物為載體，以釩的氧化物為活性成分，以鈰的氧化物為助催化劑，其中，所述催化劑中鈰元素、鈦元素和鋯元素的摩爾比為(0.1～0.3)∶1∶1，釩的氧化物的質量占整個催化劑質量的1％。

具體地，所述的鈦鋯氧化物為TiO₂-ZrO₂，所述的釩的氧化物為V₂O₅，鈰的氧化物為CeO₂。

本發明還提出了上述釩系負載型中溫SCR催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)TiO₂-ZrO₂載體的制備：利用共沉淀法合成TiO₂-ZrO₂載體，經先烘干再研磨再煅燒后備用，其中，TiO₂與ZrO₂的摩爾比1∶1；