[發(fā)明專利]一種柴油機(jī)尾氣凈化SCR催化劑的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710004582.4
• 申請(qǐng)日: 2017-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN106925292A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁漢軍;孫仲明;陳應(yīng)兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城發(fā)電設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/889
• 分類號(hào): B01J23/889;B01J35/04;B01D53/94;B01D53/56
• 代理公司: 青島申達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37243
• 代理人: 蔣遙明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柴油機(jī)尾氣凈化SCR催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

柴油機(jī)由于其在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性方面都比汽油機(jī)有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此在各類車型上都有廣泛應(yīng)用。但隨著中國排放控制法規(guī)的逐步加嚴(yán)，柴油機(jī)的污染物排放問題也引起了公眾的普遍關(guān)注。雖然柴油車的一氧化碳(CO)和碳?xì)浠衔?HC)比排放較低，但其氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)排放較高。NOx和PM對(duì)大氣環(huán)境及人體健康都有較大危害，也是霧霾的主要成因之一。柴油機(jī)污染物減排主要也是針對(duì)上述兩種污染物進(jìn)行。

柴油機(jī)污染物控制包含機(jī)內(nèi)凈化及后處理兩種方式，機(jī)內(nèi)凈化包括優(yōu)化燃燒、增壓技術(shù)及廢氣再循環(huán)(EGR)等；后處理包括氧化催化轉(zhuǎn)化器(DOC)、顆粒過濾器(DPF)及選擇性催還還原(SCR)等。在國IV及V階段，一般柴油機(jī)污染物控制采取機(jī)內(nèi)凈化和后處理相結(jié)合方式，即機(jī)內(nèi)凈化去除PM或NOx的一種使其滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求；再使用后處理凈化另一種污染物，進(jìn)而使整機(jī)排放滿足法規(guī)要求。目前國V階段典型的柴油機(jī)污染物控制技術(shù)路線包含以下兩種：

(1)EGR+DOC+DPF：該技術(shù)路線采用EGR降低發(fā)動(dòng)機(jī)NOx原排使其滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求；再配合DOC+DPF的后處理單元去除排氣中的PM，使整機(jī)排放滿足要求。但由于DPF成本高、標(biāo)定控制復(fù)雜且燃油經(jīng)濟(jì)性較差，國內(nèi)主機(jī)廠國V階段一般不愿采用。

(2)優(yōu)化燃燒+SCR：該技術(shù)路線采用電控高壓共軌等優(yōu)化燃燒技術(shù)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的PM原排使其滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求；再配合SCR技術(shù)處理排氣中的NOx，使整機(jī)排放滿足要求。SCR被認(rèn)為是目前被證實(shí)最有效的柴油機(jī)NOx凈化技術(shù)之一，并對(duì)柴油含硫量不敏感。該技術(shù)通過在排氣管中噴入一定濃度的尿素溶液，經(jīng)熱解和水解后產(chǎn)生的NH₃和尾氣中的NOx在催化轉(zhuǎn)化器中發(fā)生還原反應(yīng)并最終生成無害的N2和H2O，實(shí)現(xiàn)NOx的有效去除。SCR技術(shù)的核心為催化劑，其能催化NOx與NH3的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)NOx的凈化。

現(xiàn)有SCR催化劑對(duì)PM的去除效果有限，應(yīng)用SCR路線需通過機(jī)內(nèi)凈化保證PM的原排滿足法規(guī)要求。但是小排量柴油機(jī)(一般排量<4L)受體積限值，優(yōu)化燃燒很難做到如大排量柴油機(jī)那樣完善，導(dǎo)致機(jī)內(nèi)凈化效果受限，PM原排往往會(huì)超出法規(guī)要求，需要后處理進(jìn)一步去除。目前常用的解決方案為在SCR系統(tǒng)前加裝DOC轉(zhuǎn)化器。由于柴油機(jī)尾氣PM主要包含可溶性有機(jī)物質(zhì)(Soluble Organic Fractions，SOF)和碳煙(Soot)兩種，DOC輔以SCR催化劑可有效去除SOF部分，使PM排放下降約50～70％，從而滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。由于DOC含有貴金屬涂層，其加裝必然會(huì)導(dǎo)致后處理系統(tǒng)成本上升，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。如能提升SCR催化劑對(duì)PM的去除效率，實(shí)現(xiàn)單SCR系統(tǒng)去除NOx和PM，使排放滿足國V法規(guī)要求，則將十分有助于國內(nèi)柴油機(jī)的排放升級(jí)，減輕主機(jī)廠及后處理廠的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種柴油機(jī)尾氣凈化SCR催化劑的制備方法。

本發(fā)明的上述目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種柴油機(jī)尾氣凈化SCR催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照重量份數(shù)分別稱取硝酸鈰8份、乙酸錳1.2～1.6份、六水合鉬酸銨0.3～0.5份、偏鎢酸銨0.7～0.9、偏釩酸氨2.1～2.5份，將其溶解于質(zhì)量濃度為1％的檸檬酸溶液40-60份中，經(jīng)攪拌均勻配制穩(wěn)定的鈰、錳、鉬、鎢、釩混合溶液，為溶液A；

(2)篩選并稱取將硝酸鐵和硝酸鉺共3.5份，其中硝酸鐵和硝酸鉺按Fe0.5Er0.5的形式混合，其中Fe0.5為鐵的摩爾比，Er0.5為鉺的摩爾比，充分混合后加入30-35份去離子水中得到溶液B；

(3)將溶液A和溶液B按照重量比2：3充分混合，加入硝酸調(diào)節(jié)pH為3-5，得到活性組分溶液；

(4)取TiO₂和SiO₂按照質(zhì)量比2-3：5～7混合，加入去離子水，攪拌均勻得到懸浮液，調(diào)節(jié)去離子水的加入量，使混合物在懸浮液中含量為25～40份，得到懸濁液；將懸濁液球磨，控制顆粒度D₉₀小于60微米，得到溶液C；

(5)將步驟(3)制得的活性組分溶液與步驟(4)制得的溶液C按照1：7的重量比例混合，充分?jǐn)嚢杈鶆颍玫酵繉佑脻{液；