[發明專利]一種低溫柴油SCR脫硝催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201510401203.6
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN104971771B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 任謙;趙艷軍;楊公平;牟海波;張帥;苗澍;甘寧
• 申請（專利權）人: 山東海潤環保科技有限公司
• 主分類號: B01J29/89
• 分類號: B01J29/89;B01J35/10;B01D53/90;B01D53/56
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技術領域

本發明涉及一種低溫柴油SCR脫硝催化劑及其制備方法，屬于脫硝催化劑領域。

背景技術

隨著我國經濟的發展，機動車的數量大幅度增加，造成空氣中各種污染物含量也在迅速上升。經過幾十年的努力，我國在控制粉塵以及二氧化硫污染方面已經得到一定的成功，但是NO_x的污染尚未得到控制。機動車尾氣中含有大量的NO_x，可引起酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞等一系列生態環境問題，嚴重威脅著人體的健康。當前，如何有效的消除NO_x已經成為環保領域的研究熱點。

目前針對柴油車尾氣脫硝技術最為成熟的是SCR脫硝技術。傳統的SCR技術是將含氨類添加劑（如氨氣、尿素等）噴入溫度約300~420℃的煙氣中，在催化劑的作用下，含氨添加劑與NO_x發生反應，生成N₂和H₂O。傳統SCR方法是NO_x轉化率較高的一種方法，可達60%-90%。但是傳統SCR技術的問題主要在于：（1）含氨添加劑在高溫條件下與O₂發生燃燒，或與氧化硫反應生成更多的顆粒物，如果主機使用高硫分柴油，SCR有被催化劑還原過程中生成的硫酸銨堵塞的危險。（2）目前使用的SCR脫硝催化劑主要是以釩鈦基（V₂O₅/TiO₂）為主，活性組分為五氧化二釩，載體為二氧化鈦。雖然釩基催化劑的脫硝活性以及抵抗二氧化硫的能力很高，但是它必須在很高的溫度（300-400℃）下才有活性，另外由于五氧化二釩屬于有毒物質極易溶于水，這樣為了防止污染地下水和土壤等，廢棄的催化劑就不能隨便填埋或露天堆放。（3）針對低溫柴油的脫硝效果不明顯。

針對現有技術存在的問題，開發低溫高效、性能穩定的柴油SCR脫硝催化劑不僅可以減少對柴油尾氣進行再熱而浪費大量的能耗，同時可以緩解SO₂和粉塵對催化劑和堵塞作用從而延長催化劑的壽命。

本發明提出一種低溫柴油SCR脫硝催化劑，以納米二氧化鈦和鈦硅分子篩為載體，負載稀土氧化物、氧化鐵、高分子還原劑為活性中心，以高分子還原劑代替氨類還原劑，使該脫硝催化劑在150-160℃下即可發揮催化活性，并且可以避免氨類添加劑帶來的缺點。實現在能耗較低的情況下進行脫硝，既降低了能耗，又可以防止催化劑孔道堵塞，提高催化劑壽命。

發明內容

為實現在能耗較低的情況下進行脫硝降低能耗，又可以防止催化劑孔道堵塞，提高催化劑壽命，本發明提供了一種低溫柴油SCR脫硝催化劑及其制備方法，具有高活性、低毒、水熱穩定性好等優點，并且在低溫環境中具有較高的NOx去除活性。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種低溫柴油SCR脫硝催化劑，以納米二氧化鈦和鈦硅分子篩為載體，負載稀土氧化物、氧化鐵、高分子還原劑為活性中心。本發明低溫柴油脫硝劑由以下重量份的組份制得：

納米二氧化鈦20-30份；

鈦硅分子篩15-25份；

氧化鐠10-20份；

二氧化鈰8-12份；

氧化鐵7-13份；

潤滑劑11-18份；

粘結劑10-16份；

塑化劑1.5-3份；

耐磨劑6-14份；

表面活性劑6-16份；

聚二茂鐵15-28份。

其中所述的潤滑劑由以下重量份的組分組成：

白炭黑5-8份；

二氧化錳6-10份。

其中所述的粘結劑由以下重量份的組分組成：

膨潤土8-12份；

白云石2-4份。

其中所述的塑化劑由以下重量份的組分組成：

鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯0.5-1份；

鄰苯二甲酸二甲酯1-2份。

其中所述的耐磨劑由以下重量份的組分組成：

聚四氟乙烯粉末4-8份；

有機硅橡膠粉末2-6份。

其中所述的表面活性劑由以下重量份的組分組成：

月桂醇硫酸鈉4-10份；

聚氧乙烯醚硫酸鈉2-6份。

其中所述的聚二茂鐵是一種高分子還原劑，是通過以下陰離子聚合制備的：