[發明專利]一種高效脫硝催化劑的制備

在審

• 申請號: 201410454921.5
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN105396609A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 杜峰
• 申請（專利權）人: 江蘇瑞豐科技實業有限公司
• 主分類號: B01J29/48
• 分類號: B01J29/48;B01J29/076;B01D53/90;B01D53/56
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技術領域

本發明涉及一種高效脫硝催化劑的制備方法，特別是屬于SCR（選擇性催化還原法，SelectiveCatalyticReduction）脫硝催化劑制備技術領域。

技術背景

氮氧化物是氮的多種氧化物的總稱，氮氧化物中造成大氣污染的主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)。氮氧化物除了會通過呼吸系統進入人體和刺激人體皮膚對人造成一次污染外，更大的危害還在于它能通過多種物理或化學的變化形成酸雨，同時會與碳氫化合物在日光中的可見光或紫外光照射下發生一系列光化學反應而形成光化學煙霧。

目前，通過各種方式排放到大氣中的氮氧化物90%以上來自燃料燃燒過程。各種工業爐窯、民用爐灶、機動車及其他內燃機中的燃料高溫燃燒時，燃料中的含氮物質氧化生成氮氧化物。從我國當前的能源結構來看，我們的一次能源和發電能源構成中，煤以及與煤炭相關的材料占據了絕對的主導地位，并且我國絕大部分的煤都是直接燃燒的，特別是用于電站、工業鍋爐及民用鍋爐中。相當長的一段時期內，對我們來說，煙氣中的NO_x排放是導致我國大氣氮氧化物污染的一個主要因素。因此，如何減少固定源的氮氧化物排放是大氣環境治理的一個重要研究方向。

減少煙氣排放的主要辦法是規模化采用煙氣脫硝技術，目前主要分為干法脫硝和濕法脫硝兩大類。濕法煙氣脫硝是指利用液相化學試劑將煙氣中的氮氧化物吸收并轉化為較穩定的物質實現脫除，方法包括二氧化氯氧化吸收法，臭氧氧化吸收法和高錳酸鉀氧化吸收法等，其優點是易實現同時脫硫脫硝，但存在問題較多：(1)NO難溶于水，吸收前需將NO氧化為NO₂，該過程成本較高；(2)生成的亞硝酸或硝酸鹽需進一步處理；(3)會產生大量的廢水；(4)凈化后的煙氣需再熱后方可排放，所以濕法脫硝技術目前仍處在實驗室階段階；干法脫硝主要包括SCR選擇性催化還原，SNCR選擇性非催化還原(SNCR)，電子束脫硝和直接催化分解等多種方法，其中直接催化分解和電子束脫硝兩種方法目前僅處于試驗研究階段，離工業應用尚有差距，真正商業應用的只有SCR和SNCR法。

SCR脫硝技術的原理是向鍋爐排放煙氣中噴入NH₃等還原劑，這些還原劑在催化劑的作用下與煙氣中的氮氧化物發生反應生成無害的氮氣和水。SCR脫硝技術的核心是SCR催化劑，典型SCR催化劑以二氧化鈦為載體，以V₂O₅-WO₃等貴金屬氧化物為活性組分。SCR脫硝催化劑的外觀形態有蜂窩式、平板式和波紋板式，布置方式為豎直布滿在一個約長2米、寬1米、高2米的箱體內，構成脫硝催化劑模塊。目前的SCR催化劑載體的主要原料是TiO₂粉體，但成型后的催化劑大部分材料被燒結在內部，不能得到充分利用，二氧化鈦粉體的成本遠高于常用的沸石分子篩等成型載體。

因此，制備一種工藝簡單，成本低廉且能高效脫除煙氣中氮氧化物的脫硝催化劑具有很大的應用前景和研究意義。

發明內容

本發明公開了一種高效脫硝催化劑的制備方法，屬脫硝催化劑制備技術領域。本發明的目的在于提供一種高效脫硝催化劑的制備方法，該催化劑具有成本低、工藝簡單、低溫活性好、脫銷效率高的特點，同時具有良好的抗壓和耐磨性能，可滿足脫硝設備真實環境下長時間（>10000h）去除煙氣中的氮氧化物要求。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種高效脫硝催化劑，按重量份計，它由以下原料制備而成：15~25份TiCl₄、60~70份沸石分子篩、3~5份WO₃、1~3份V₂O₅、5~10份氨水、8份羥甲基纖維素（CMC）和50份去離子水。

本發明還提供所述高效脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1）將以上所述的原料除沸石分子篩外其它所有的按照所述的比例均勻混合，并充分攪拌后在常溫、常壓下靜置24小時以上；

2）將所述份量的沸石分子篩完全浸入步驟1得到的均勻混合體系中，常溫常壓下浸漬24小時以上；

3）將步驟3浸漬后的分子篩經過干燥直至含水率低于3%后，整體置于600~700℃下煅燒10~12小時，即得到本發明所述的高效脫硝催化劑。

本發明所述的沸石分子篩為常見的ZSM-5型分子篩，所述的沸石分子篩為蜂窩狀。