[發明專利]一種釩系中高溫選擇性催化還原催化劑及制備方法

在審

• 申請號: 201410594594.3
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104383913A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 張亞平;王龍飛;郭婉秋
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于火電廠煙氣脫硝技術領域，特別涉及一種釩系中高溫SCR催化劑的制備方法。

背景技術

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，目前用于SCR脫硝反應催化劑種類有很多，V₂O₅/WO₃(MoO₃)/TiO₂(銳鈦礦型)系列催化劑以其脫硝效率高、耐高溫、活性高和抗中毒性能佳等優點，成為目前應用最廣的SCR工業催化劑。但其所需溫度較高，一般要求控制在573～673K，較高的煙氣溫度是催化劑存在燒結等問題，這些都導致了催化劑的失活。

一般認為V₂O₅具有良好的催化還原NO的性能，WO₃作為助劑在穩定催化劑結構和改變催化劑織構等方面有一定作用，而TiO₂具有良好的耐硫性能。選擇TiO₂作為載體，是因為在SO₂和氧氣作用下TiO₂只是微弱可逆的被硫化，此外TiO₂還會與V₂O₅發生良好的電子作用，使得催化劑具有良好的活性。相關研究表明，在新的催化劑的表面，催化劑表面的V₂O₅以單層存在和聚合態為主，隨著催化劑反應時間的增加，單層分散的V₂O₅逐漸減少，晶態V₂O₅的逐漸增多，老化24h之后，分散的V₂O₅基本消失，晶態V₂O₅的直接導致NH₃的氧化，導致NO的轉化率降低。同時值得注意的是，V₂O₅/TiO₂(銳鈦礦)是一個相當不穩定的體系，TiO₂(銳鈦礦)是鈦氧化物中的一種亞穩態晶體，比表面積較小，受熱時表面極易收縮，在一定溫度及壓力條件下易轉化為熱力學狀態比較穩定的金紅石，而WO₃的加入有助于阻止銳鈦礦形態的轉換，穩定晶體結構，提高晶相轉變溫度，同時WO₃也可抑制V₂O₅晶態物種的形成。因此常作為WO₃助催化劑用來提高催化劑的熱穩定性。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是提供一種釩系中高溫SCR催化劑，該釩系中高溫SCR催化劑不僅具備較強的高溫催化活性，而且溫度窗口較寬，具有較強的抗燒結能力。

本發明還要解決的一個技術問題在于提供上述釩系中高溫SCR催化劑的制備方法。

技術方案：本發明的一種釩系中高溫選擇性催化還原催化劑以鈦鋯氧化物為載體，以釩的氧化物為活性成分，以鎢的氧化物為助催化劑，其中，所述催化劑中，鈦元素和鋯元素的摩爾比為1:1，所述的鎢的氧化物的質量占鎢的氧化物和鈦鋯氧化物的總質量的6～12％；釩的氧化物的質量占總催化劑的質量的0.8％～1.1％。

所述的鈦鋯氧化物為TiO₂-ZrO₂，所述的釩的氧化物為V₂O₅，所述的鎢的氧化物為WO₃。

本發明的一種釩系中高溫選擇性催化還原催化劑的制備方法包括如下步驟：

1)TiO₂-ZrO₂載體及V₂O₅/TiO₂-ZrO₂催化劑的制備：利用共沉淀法制備TiO₂-ZrO₂載體，然后依次經烘干、研磨、煅燒后備用；將制備后的TiO₂-ZrO₂載體，加入到偏釩酸銨的草酸溶液中，在30～40℃油浴下攪拌2～3h，升溫至80～90℃并繼續攪拌浸漬4～5h，帶水分蒸干后，然后依次經烘干、研磨、煅燒后得到V₂O₅/TiO₂-ZrO₂催化劑，