[發明專利]一種SCR脫硝催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610024950.7
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105498755B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 張亞平;趙栗;肖睿;徐海濤;朱一聞
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;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: 李靜

本發明公開了一種SCR脫硝催化劑及其制備方法，該脫硝催化劑以鈦鋯氧化物為載體、錳的氧化物為活性成分以及鈰的氧化物為助催化劑，其制備方法包括如下步驟：按照摩爾比稱量上述鈦氧化物的前驅體四氯化鈦、鋯氧化物的前驅體ZrOCl₂·8H₂O、錳的氧化物前驅體硝酸錳溶液及鈰的氧化物前驅體硝酸鈰，采用共沉淀法制備TiO₂?ZrO₂載體，將該載體加入到硝酸錳溶液中，混合并溶于去離子水，加入硝酸鈰，攪拌浸漬，待水分蒸干后，烘干，研磨及煅燒，即制得CeO₂?MnO₂/TiO₂?ZrO₂催化劑。本發明制得的催化劑具有較低的起活溫度、極高的脫硝效率和抗硫性能；同時，該制備方法用料簡單、操作放便、易于工業化生產。

技術領域

本發明屬于催化劑領域，尤其涉及一種SCR催化劑及其制備方法。

背景技術

燃煤電站原有的煙道布局空間有限，需要在煙氣除塵與脫硫后進行脫硝。但是，由于后端的煙氣溫度已降至120-150℃，倘若對其進行二次加熱，將增加能耗，造成資源浪費，而且高溫下也將加重催化劑的SO₂中毒，造成催化劑失活，降低催化劑的使用壽命。因此，迫切需要研發一種低溫下性能好的SCR脫硝催化劑。

目前脫硝效率較高的SCR脫硝技術所采用的(商業)催化劑多為中溫段催化劑(即工作溫度為300～450℃)，而關于低溫催化劑(即工作溫度為200～300℃)及超低溫催化劑(即工作溫度為200℃以下)的研究卻很少，其中，對于低溫催化劑的研究主要還是集中在錳基和釩基，此種催化劑在SO₂和水存在的情況下，其催化活性會明顯下降。

因此，現研究主要是對傳統商業催化劑進行改性，以制備出低溫下的SCR脫硝催化劑，其主要有兩個研究方向：一是在活性組分中摻雜金屬氧化物作為助劑；二是采用比表面積更大、性能更優的復合載體。相對而言，采用摻雜貴金屬氧化物來提高性能的研究比較多，但因其價格昂貴，因此無法實現大規模的工業化應用；而對于能夠真正實現工業化應用的復合載體的研究卻非常少。

發明內容

發明目的：本發明第一目的是提供一種具有極低的起活溫度、極高的脫硫效率和抗硫性能的SCR脫硝催化劑；本發明的第二目的是提供該催化劑的制備方法。

技術方案：本發明的SCR脫硝催化劑包括載體、活性成分以及助催化劑，所述載體為鈦鋯氧化物、活性成分為錳的氧化物、助催化劑為鈰的氧化物，其中，鈰、錳、鈦以及鋯的摩爾比為0.08～0.2:0.4～1:0.8～1.2:1，優選為0.1～0.16:0.6～0.9:0.9～1.1:1。

進一步說，本發明的鈦鋯氧化物為TiO₂-ZrO₂，鈰的氧化物為CeO₂，錳的氧化物為MnO₂、Mn₂O₃或Mn₃O₄。

本發明SCR脫硝催化劑的制備方法包括如下步驟：按照摩爾比稱量上述鈦氧化物的前驅體四氯化鈦、鋯氧化物的前驅體ZrOCl₂·8H₂O、錳的氧化物前驅體硝酸錳溶液及鈰的氧化物前驅體硝酸鈰，采用共沉淀法制備TiO₂-ZrO₂載體，將該載體加入到硝酸錳溶液中，混合并溶于去離子水，加入硝酸鈰，攪拌浸漬，待水分蒸干后，烘干，研磨及煅燒，即制得CeO₂-MnO₂/TiO₂-ZrO₂催化劑。

進一步說，攪拌浸漬是先在20～25℃條件下攪拌2～2.5h，再在80～90℃條件下攪拌浸漬4～5h，攪拌優選在油浴條件下進行，烘干是在100～120℃條件下干燥11～13h，煅燒是在400～500℃條件下煅燒3～4h。