[發明專利]一種溶膠凝膠法制備的煙氣氧化脫硝催化劑及其制備工藝

有效

• 申請號: 201611138183.9
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106732543B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 楊延釗;郭永華;趙根源
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J23/889;B01J37/03;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

本發明涉及一種溶膠凝膠法制備的煙氣氧化脫硝催化劑及其制備工藝。該催化劑包括組份如下，按重量百分比計：錳的氧化物占19～70wt％，過渡金屬氧化物占10～40wt％，鈰的氧化物占10～60wt％。通過將錳的可溶性鹽、過渡金屬可溶性鹽、鈰的可溶性鹽在聚乙二醇、檸檬酸作用下進行溶膠凝膠反應，通過老化、干燥和焙燒，得到煙氣氧化脫硝催化劑。制備所需的設備簡單，原料易得，成本低。制備得到的催化劑低溫活性好，能夠在150～270℃之間保持良好的氮氧化物脫除率和抗水抗硫性能，可以應用于火電廠及工業窯爐等煙氣的催化脫硝。

技術領域

本發明涉及一種溶膠凝膠法制備的煙氣氧化脫硝催化劑及其制備工藝，屬于煙氣催化技術領域。

背景技術

隨著國家對氮氧化物排放的控制越來越嚴格，在電廠煙氣的處理中，單純的低氮燃燒技術無法滿足現行排放標準的要求，必須對燃燒后的煙氣進行脫硝處理。在應用廣泛的干法脫硝方法中，現在廣泛使用選擇催化還原法(SCR)和氧化法兩種方法。

對于電廠煙氣催化脫硝而言，SCR脫硝法有其局限性，此方法將一氧化氮還原為氮氣，并未對一氧化氮進行有效利用。SCR工藝布置分為高含塵和低含塵兩類。采用高含塵工藝時,SCR反應器布置在省煤器和空預器之間,煙氣溫度高,滿足了催化劑活性要求,但是煙氣中的飛灰含量高,對催化劑的防磨損和防堵塞的性能要求很高。對于低含塵工藝,SCR布置在煙氣脫硫系統(FGD)之后、煙囪之前，此時雖然煙氣中的飛灰含量大幅減少,但為了滿足催化劑活性對反應溫度的要求,需要安裝蒸汽加熱器和煙氣換熱器(GGH),系統復雜,投資增加。

中國專利文獻CN 103111280 A公開了一種過渡金屬元素摻雜的鈰鋯固溶體高空速脫硝催化劑及其制備方法。該催化劑使用溶膠凝膠法制備，所用原料為過渡金屬元素(釩、鉻、錳、鐵、鈷、銅)的可溶性鹽、鈰的可溶性鹽、鋯的可溶性鹽、去離子水、乙醇、檸檬酸。該發明所制備的催化劑可用于SCR脫硝反應，具有較好的脫硝活性。但是此發明所制備的催化劑是用于催化還原法進行脫硝，并未對一氧化氮進行有效利用。

中國專利文獻CN 101352645 A公開了一種煙氣催化氧化脫硝工藝。采用以TiO₂或ZrO₂-TiO₂為載體，Co為活性成分的催化劑，利用煙氣中本身含有的氧氣，將一氧化氮氧化成易溶于水的二氧化氮后，利用堿液吸收，將氮氧化合物脫除。此發明在控制氧化后煙氣中二氧化氮的含量后，可以選擇性的回收脫硝副產物中的亞硝酸鹽，實現產物的資源化。但脫硝所需溫度較高，脫硝效率欠佳。

研究開發適用于火電廠的低溫氧化煙氣脫硝催化劑具有重要意義。不僅可以在低溫段對一氧化氮可以催化脫硝，在達到脫硝要求的同時避免了高塵的環境，還可以在后續工藝對于二氧化氮進行進一步利用，在節省了能源的同時提高了效益，具有很好的應用前景。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種溶膠凝膠法制備的煙氣氧化脫硝催化劑及其制備工藝。該種催化劑在煙氣溫度150～270℃之間對一氧化氮具有良好的催化氧化活性，并且具有抗硫性。

本發明的技術方案如下：

一種溶膠凝膠法制備的煙氣氧化脫硝催化劑，包括組分如下，按重量百分比計：錳的氧化物占19～70wt％，過渡金屬氧化物占10～40wt％，鈰的氧化物占10～60wt％。

根據本發明優選的，所述的溶膠凝膠法制備的煙氣氧化脫硝催化劑，包括組分如下，按重量百分比計：錳的氧化物占19～45wt％，過渡金屬氧化物占14～22wt％，鈰的氧化物占32～47wt％。

根據本發明優選的，所述的溶膠凝膠法制備的煙氣氧化脫硝催化劑，包括組分如下，按重量百分比計：錳的氧化物占20～28wt％，過渡金屬氧化物占14～18wt％，鈰的氧化物占40～46wt％。

根據本發明優選的，所述過渡金屬氧化物為Zr、Zn、Sn、Co的氧化物中的一種或兩種以上的組合。