[發明專利]抗硫除氮氧化物復合金屬氧化物NH3-SCR催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610154018.6
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105749920B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 李雪輝;羅洋;王樂夫
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01J23/86
• 分類號: B01J23/86
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

本發明公開了抗硫除氮氧化物復合金屬氧化物NH₃?SCR催化劑及其制備方法；屬于環境保護和環境催化領域。該催化劑包括摩爾比為0.25～1：2～4：5～8的結構性輔助元素M、鉻元素和鈰元素。制備方法包括：1)將金屬前驅體分別溶解在檸檬酸中，攪拌混勻，靜置0.5～2h，分別得到M金屬檸檬酸溶液、鉻金屬檸檬酸溶液和鈰金屬檸檬酸溶液；2)將各金屬檸檬酸溶液同時均勻滴加到容器中并不斷攪拌，滴加完畢后繼續攪拌；3)置于烘箱中干燥，再于馬弗爐中350～500℃鍛燒；4)將鍛燒產物壓片后研磨過篩。該催化劑同時具有較好抗硫性和低溫高活性，可應用于汽車尾氣NO_x的處理或固定源燃煤電廠的脫銷裝置。

技術領域

本發明涉及NH₃-SCR催化劑，特別涉及一種抗硫除氮氧化物復合金屬氧化物NH₃-SCR 催化劑及其制備方法，該催化劑適用于低溫下NH₃選擇性催化還原(NH₃-SCR)氮氧化物(NO_x)的環保領域催化反應；屬于環境保護和環境催化領域。

背景技術

我國以煤炭為主的能源結構，在今后相當長時間內是不會改變的。然而燒煤產生大量二氧化硫SO₂、氮氧化物NO_x和顆粒等污染物。目前煙氣脫硫技術日趨純熟，而NO_x的治理難度確較大。關于脫硝技術，選擇性催化還原(SCR)是最有效也是應用最多的技術。

SCR反應器根據工藝流程中的位置可分為高塵SCR、低塵SCR以及尾部SCR等三種布置。目前工業化的金屬氧化物催化劑V₂O₅-WO(MoO₃)/TiO₂即在高塵SCR反應器中使用，高塵高硫環境容易引起催化劑磨損、堵塞和中毒等不利作用，從而影響催化劑的使用壽命。低塵SCR反應器置于靜電除塵器與脫硫裝置之間，經除塵后的高溫煙氣，灰飛降低，減少了對SCR催化劑的磨損，延長了催化劑的使用壽命，但二氧化硫的毒化作用依然存在；此外靜電除塵器或布袋除塵器也無法正常的在高溫下(300～400℃)操作。尾部SCR反應器置于脫硫除塵設備之后，催化劑在低塵低硫環境中工作，很大程度上避免了灰飛的磨損和 SO₂、重金屬和堿金屬的毒化，極大程度上提高了催化劑的使用壽命；但此時煙氣溫度僅為 60℃，需要在煙道內加燃油或天然氣的燃燒器或蒸汽換熱器以加熱達到催化劑的反應溫度，從而增加能源消耗和運行成本。

目前低溫SCR催化劑主要分為金屬氧化物類催化劑、貴金屬類催化劑、分子篩類催化劑和炭基載體類催化劑等四類。貴金屬類催化劑存在選擇性差和成本高等問題，分子篩類催化劑存在低溫活性不高和水熱穩定性差等問題，炭基載體類催化劑存在穩定性差和機械強度不高等問題。而在同等條件下，金屬氧化物類催化劑低溫選擇性催化還原性最高，具有良好的應用前景。

Cr/Ce二元氧化物(200910080836.6)、Cr/V/Ce三元氧化物(201110452611.6)作為低溫 SCR催化劑的技術方案均已公開，但Cr/Ce二元氧化物存在耐硫性較差的問題；而Cr/V/Ce 三元氧化物引入V，提高了其耐硫性，但卻是以降低低溫活性為代價，故而有待進一步研究。中國發明專利申請2015100410566通過引入鋯，調節Cr元素來制備鉻鋯鈰三元氧化物催化劑，該催化劑存在耐硫性不高等問題。

綜述所述，制備一種同時具有較好抗硫性和低溫高活性SCR催化劑是本領域急需解決的技術問題。

發明內容

為克服上述現有技術中存在的不足和缺點，本發明的首要目的在于提供一種同時具有較好抗硫性和低溫高活性抗硫除氮氧化物復合金屬氧化物NH₃-SCR催化劑；該催化劑是一種在低溫(100℃～200℃)高空速(60000h^-1)條件下高活性脫除氮氧化物且又能較好抵抗SO₂毒化的NH₃-SCR催化劑。