[發明專利]脫硝催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201611221400.0
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106622232A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 吳道洪;宋敏潔;楊玉地;郭科宏;石為華
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: B01J23/652
• 分類號: B01J23/652;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術領域

本發明涉及化工技術領域，具體而言，本發明涉及脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術

人類活動排放的NO_x90％以上來自燃料燃燒過程。各種工業爐窯、民用爐灶、機動車及其他內燃機中的燃料高溫燃燒時，燃料中的含氮物質氧化生成NO_x，參與燃燒的空氣中的N₂和O₂也會生成NO_x。從能源結構來看，我國的一次能源和發電能源構成中，煤占據了絕對的主導地位。并且我國80％以上的煤是直接燃燒的，特別是用于電站、工業鍋爐及民用鍋爐中。因此，相當長的時期內，煙氣中的NO_X排放是導致我國大氣NO_x污染的一個主要因素，如何減少固定源排放的NO_X是大氣環境治理的一個重要課題。

煙氣脫硝屬于燃燒后處理技術，許多發達國家的排煙系統都需安裝煙氣脫硝裝置。煙氣脫硝方法較多，但目前得到大量工業應用的只有選擇性催化還原法和選擇性非催化還原法。

我國燃煤電廠煙氣灰分高，易引起催化劑磨損、堵塞、中毒等一系列問題，催化劑堵塞、中毒可通過再生恢復活性，但催化劑磨損則是催化劑物理結構的損壞，無法再生，磨損是催化劑消耗的重要因素。另外，在生產中脫硝催化劑與酸性強腐蝕介質接觸，導致催化劑的腐蝕嚴重，并且在酸腐蝕的同時還有固體顆粒對催化劑的運動沖擊現象，在長期連續使用工況下，催化劑很容易損壞。

現有的脫硝催化劑耐磨損技術普遍采用端面硬化，一定程度上提高了催化劑的耐磨性能，但我國煤質中灰分非常高，僅僅端面的硬化還不能完全解決催化劑磨損的問題，尤其在流場分布不均的情況下，催化劑會在高灰煙氣的沖刷下因耐磨強度不夠發生破裂、塌陷等不可再生的物理損壞。

因而，目前的脫硝催化劑仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出脫硝催化劑及其制備方法，該脫硝催化劑具有較高的耐磨性能和耐酸性能，同時兼具脫硝和蓄熱的功能，且催化活性高、穩定性好，制備成本較低。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種制備脫硝催化劑的方法。根據本發明的實施例，該方法包括：(1)將無機粉料、添加劑和水混合并依次進行捏合、混煉、陳腐、擠制成型和燒制，以便得到陶瓷蜂窩體；(2)將偏鎢酸銨和硝酸鋯配制成混合溶液并與草酸進行混合，以便得到鎢鋯混合液；(3)將所述陶瓷蜂窩體放入所述鎢鋯混合液中進行超聲浸漬處理，以便使所述鎢鋯混合液中的鎢和鋯負載在所述陶瓷蜂窩體上；(4)將負載有鎢和鋯的陶瓷蜂窩體進行干燥處理和第一焙燒處理，以便得到WO₃-ZrO₂/陶瓷蜂窩復合載體；(5)將所述WO₃-ZrO₂/陶瓷蜂窩復合載體浸漬在氯鉑酸溶液中，利用氨水調節pH值后，向所述氯鉑酸溶液中加入水合肼進行化學鍍，以便在所述WO₃-ZrO₂/陶瓷蜂窩復合載體的表面形成金屬鉑鍍層；以及(6)將表面形成有金屬鉑鍍層的WO₃-ZrO₂/陶瓷蜂窩復合載體進行第二焙燒處理，以便得到所述脫硝催化劑。

由此，根據本發明實施例的制備脫硝催化劑的方法通過采用無機粉料與添加劑和水制備得到陶瓷蜂窩體，將陶瓷蜂窩體在鎢鋯混合液進行超聲浸漬處理，使鎢和鋯負載在陶瓷蜂窩體上，得到WO₃-ZrO₂/陶瓷蜂窩復合載體，進而通過化學鍍的方法在WO₃-ZrO₂/陶瓷蜂窩復合載體的表面形成金屬鉑鍍層，得到所述脫硝催化劑。由此制備得到的脫硝催化劑以陶瓷蜂窩體為載體，兼具蓄熱功能；通過將活性成分鉑采用化學鍍的方法沉積在WO₃-ZrO₂/陶瓷蜂窩復合載體表面形成致密的鍍層，提高了脫硝催化劑的耐磨性能和耐酸性能，同時提高了陶瓷蜂窩體內部的光潔度，降低了阻力，使脫硝催化劑的防堵能力較強。此外，WO₃-ZrO₂/陶瓷蜂窩復合載體表面的金屬鉑鍍層附著牢固，不易脫落，具有較高的催化活性和穩定性，且金屬鉑在WO₃-ZrO₂/陶瓷蜂窩復合載體表面均勻分散，使金屬鉑的利用率較高，有效降低了制備脫硝催化劑的成本。

另外，根據本發明上述實施例的制備脫硝催化劑的方法還可以具有如下附加的技術特征：