[發(fā)明專(zhuān)利]一種選擇性催化還原低溫脫硝催化劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611117371.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107042102A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧韻婕;安玉亭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鹽城復(fù)華環(huán)保產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/22
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/22;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專(zhuān)利代理有限公司32206
• 代理人: 杜靜靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備方法，具體涉及一種選擇性催化還原低溫脫硝催化劑及其制備方法，屬于工業(yè)煙氣主要大氣污染物氮氧化物治理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

早在20世紀(jì)70年代，日本的工業(yè)鍋爐和燃煤電站就已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用選擇性催化還原（SCR）脫硝技術(shù)；之后在1985年，歐洲從日本引入SCR脫硝技術(shù)，其后該脫硝技術(shù)得到不斷發(fā)展改進(jìn)并逐漸得到了全世界的廣泛的應(yīng)用；我國(guó)由福建后石火電廠(chǎng)最先引進(jìn)該技術(shù)裝置，其后國(guó)內(nèi)陸續(xù)有其他燃煤電廠(chǎng)開(kāi)始試運(yùn)行SCR脫硝裝置。由于其能獲得較高的NOx脫除效率且操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行成本低，因而已成為全世界研究脫硝問(wèn)題研究者競(jìng)相研究的熱點(diǎn)，并且在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，SCR脫硝技術(shù)將得到更廣泛的應(yīng)用發(fā)展。

選擇性催化還原脫硝法是指在一定的溫度范圍內(nèi)，向煙道氣中加入還原劑（常用的有HN₃、CO、尿素或者碳?xì)浠衔锏龋赟CR催化劑催化的條件下，煙氣中氮氧化物與氧氣、還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)來(lái)脫除，從而達(dá)到凈化煙氣的目的。研究發(fā)現(xiàn)，一般以NH₃作為還原劑時(shí)能夠得到較高的氮氧化物脫除效率，所以現(xiàn)在研究都一致認(rèn)為以NH₃作為還原劑的反應(yīng)為典型的選擇性催化還原反應(yīng)。

SCR脫硝催化劑按照發(fā)展歷程大致可以分為三類(lèi)：（1）貴金屬型催化劑，早期的SCR脫硝工藝都是采用此類(lèi)催化劑，其具有較高的脫硝性能，但是以Pt、Rh、Pd等貴金屬為活性催化中心的催化劑造價(jià)昂貴，并且對(duì)還原劑NH₃有一定的氧化作用，從經(jīng)濟(jì)角度看必然會(huì)被淘汰；（2）沸石分子篩催化劑，在上世紀(jì)90年代逐步取代貴金屬型催化劑，其主要是通過(guò)離子交換的方式制成金屬離子交換的沸石分子篩，這類(lèi)催化劑的活性溫度窗口要求一般達(dá)到600℃左右，通常以C₃H₆作為還原劑，但是由于其較高的活性溫度區(qū)間要求，對(duì)工藝設(shè)備要求也就相對(duì)要求提高，不利于工業(yè)應(yīng)用；（3）金屬氧化物催化劑，這是目前研究最多也最新型的催化劑，活性溫度窗口略低，其經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和發(fā)展已成為目前應(yīng)用最廣泛的SCR脫硝催化劑，常規(guī)SCR反應(yīng)溫度一般控制在300-400℃之間，最常用的商用SCR催化劑是以銳鈦礦型TiO₂為載體，以V₂O₅、V₂O₅-WO₃、V₂O₅-MoO₃或V₂O₅-WO₃-MoO₃等金屬氧化物為活性催化成分。

傳統(tǒng)選擇性催化還原脫硝催化劑不可避免的存在生產(chǎn)成本搞、能耗高、污染大、生產(chǎn)操作難度大等問(wèn)題，同時(shí)反應(yīng)溫度過(guò)高，容易導(dǎo)致催化劑中毒失活。因此，探尋在低溫條件下通過(guò)簡(jiǎn)單制備出的清潔安全高效的催化劑迫在眉睫，本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直嘗試新的方案，但是效果均不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種低溫下選擇性催化還原工業(yè)煙氣中氮氧化物的催化劑及其制備工藝，該技術(shù)方案克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在較低溫度下通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱合成方法制備出安全無(wú)毒的高效脫硝催化劑。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，一種選擇性催化還原低溫脫硝催化劑及其制備方法，其特征在于，所述方法步驟如下：步驟1：將高純凹凸棒土加入到蒸餾水中攪拌形成凹凸棒土懸浮液；

步驟2：將偏釩酸銨和鈰的可溶性鹽依次加入到凹凸棒土懸浮液中，水浴加熱使之充分混合溶解；

步驟3：向混合物中滴加氨水，調(diào)節(jié)pH值在9-14；

步驟4：將上述混合液移至水熱反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)；

步驟5：水熱反應(yīng)后抽濾得混合物沉淀，用蒸餾水洗滌至中性

步驟6：將得到的樣品進(jìn)行干燥、研磨，即可得到所需的低溫選擇性催化還原脫硝催化劑。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，步驟1所述的高純凹凸棒土的純度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%，用量為2~6克，蒸餾水用量為10~30毫升。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，步驟2所述的鈰的可溶性鹽為六水硝酸鈰或六水氯化鈰。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，步驟2所述的水浴加熱溫度為60~80℃，水浴加熱時(shí)間為30~60分鐘。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，步驟2所述偏釩酸銨投料量為0.002mol~0.008mol，偏釩酸銨和六水硝酸鈰的投料摩爾比為1:1。