[發明專利]一種SCR煙氣脫硝催化劑、制備方法及其應用系統

在審

• 申請號: 201711447939.2
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108187655A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 胡建鋒;童長青;吳曉東
• 申請（專利權）人: 龍巖紫荊創新研究院;龍巖學院
• 主分類號: B01J23/16
• 分類號: B01J23/16;B01J23/28;B01J23/30;B01J23/745;B01J23/755;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務所(普通合伙) 35219
• 代理人: 林祥翔;黃以琳

一種SCR煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：骨架成型、骨架燒制、載體層涂覆、活性組分負載。上述技術方案催化劑的催化劑骨架配方中使用了有機硅溶膠成分，催化劑骨架經過煅燒之后，有機硅溶膠發生分解，因此催化劑骨架內部出現結構線狀或桿狀的纖維交錯的結構，纖維之間存在的縫隙可以讓氣體分子通過，并將粒徑大于1μm的粉塵截留下來。同時，該結構使得氣流通道的比表面面積增大，SCR煙氣可以和氣流通道表面的有活性的無機氧化物充分反應，達到很好的凈化效果。催化劑內還設置了氣流通道和氣流反吹通道，可有效防止催化劑積灰。

技術領域

本發明涉及煙氣脫硝領域，特別是一種SCR煙氣脫硝催化劑、制備方法及其應用系統。

背景技術

目前，國內的煙氣脫硝技術的應用已經比較成熟，SCR煙氣脫硝技術所占市場份額最大，因此，每年都有大量的SCR煙氣脫硝催化劑被投入使用。

SCR煙氣脫硝催化劑包括蜂窩狀催化劑、平板式催化劑及波紋板催化劑，這些催化劑的制備過程要進行混料、陳腐、預擠出、真空擠壓成型，經過一干、二干及煅燒之后，形成催化劑單元，然后將若干個催化劑單元組裝成一個模塊，最后將若干個催化劑模塊安裝到SCR催化反應器中形成催化劑床層?？偟膩碚f，目前的SCR煙氣脫硝催化劑的制備和投入使用過程相對繁瑣。

除了應用過程較為復雜之外，SCR煙氣脫硝催化劑在使用的過程中很容易發生堵灰的問題。由于SCR脫硝反應的最佳溫度窗口為300℃～400℃，而從鍋爐之后的省煤器出來的煙氣溫度正好位于300℃～400℃之間，為了節省成本和有效利用能源，SCR催化脫硝反應器基本都布置在省煤器之后。省煤器之后的煙氣還沒有經過除塵設備，其中含有大量的粉塵，這就使得SCR催化脫硝反應器中的催化劑很容易發生堵灰的問題，一旦催化劑發生堵灰，其活性就會受到負面影響。但針對SCR煙氣脫硝催化劑堵灰的問題，目前并沒有根本性的解決辦法。

發明內容

為此，需要提供一種可以解決催化劑堵灰的問題，并提供一種不易堵灰、凈化效率高，制備、使用都便捷的SCR煙氣脫硝催化劑、其制備方法及其應用系統。

為實現上述目的，發明人提供了一種SCR煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

骨架成型：將陶瓷纖維、硅酸鈣纖維、有機硅溶膠和水混合，常溫攪拌1～6min獲得混合填料，將混合填料采用鑄模方式制備為催化劑骨架；

骨架燒制：將成型的催化劑骨架在80℃～120℃干燥6～12h，然后在800℃～1200℃下煅燒3～5h；骨架燒制后，有機硅溶膠分解，在催化劑骨架內形成縱橫交錯的氣流通道；

載體層涂覆：將燒制好的催化劑骨架浸漬于二氧化鈦溶膠內6～12h，然后80℃～120℃干燥12～24h，獲得催化劑載體；

活性組分負載：將催化劑載體浸漬于活性組分溶液中6～12h，然后在80℃～120℃干燥12～24h，最后在400℃～700℃下煅燒3～5h，得到SCR煙氣脫硝催化劑；所述活性組分溶液制備方法為：將稀土氧化物的前驅體和過渡金屬氧化物的前驅體在水中溶解混合，所述稀土氧化物和過渡金屬氧化物的摩爾比為1～4:1。

在骨架燒制步驟中，原成型催化劑骨架中有機硅溶膠連接陶瓷纖維、硅酸鈣纖維，催化劑骨架經過煅燒之后，有機硅溶膠發生分解，大量水分和氣體分子揮發，因此催化劑骨架內部出現結構線狀或桿狀的纖維交錯的結構，纖維之間存在的縫隙(氣流通道)可以讓氣體分子通過，同時把粒徑大于1μm的粉塵截留下來。

在活性組分負載步驟中，經過最后400℃～700℃下煅燒3～5h后，負載于催化劑載體上的活性組分發生物理化學反應形成無機氧化物，無機氧化物以微小顆粒的形式粘附在催化劑骨架的纖維上，氣體分子NOx和噴入系統的NH₃等還原劑通過纖維之間時，可以被有活性的無機氧化物催化，發生SCR脫硝反應，生成N₂等潔凈的氣體，潔凈氣體通過SCR反應器進入后續凈化裝置。