[發明專利]一種高熱穩定性氨選擇性還原氮氧化物的催化劑及制備方法

有效

• 申請號: 201810078417.8
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108579728B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 詹望成;陳藝元;方知臨;郭楊龍;郭耘;王麗;王筠松
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種具有高熱穩定性和低溫高活性的氨選擇性還原氮氧化物的錳基復合氧化物催化劑及制備方法，可應用于工廠煙道氣和機動車尾氣中的氮氧化物的凈化。催化劑以氧化錳為活性組分，釤和其它過渡金屬為助催化劑，組成三元金屬復合氧化物催化劑。其特征在于催化劑對氨選擇性催化還原氮氧化物反應，在低溫具有非常寬的溫度窗口，催化劑經500?650℃焙燒后，能夠在50?300℃溫度范圍內實現80%以上的NO_x脫除率，且具有很強的抗水和抗硫中毒能力。催化劑制備方法簡單，成本低，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種用于脫除電廠鍋爐、各種工業爐窯和機動車尾氣中氮氧化物的氨選擇性催化還原催化劑的制備方法及其應用，屬于環境污染治理領域。

背景技術

目前我國的能源結構以煤炭為主，據統計我國發電裝機容量中火電裝機容量占74%以上，在將煤炭資源轉變為電能的同時，產生了大量的氮氧化物和二氧化硫，造成了嚴重的大氣污染。在選擇性催化還原、選擇性非催化還原、氮氧化物儲存還原等各種煙道氣脫硝技術中，應用最廣泛、技術最成熟的是選擇性催化還原法，該方法具有效率高、對鍋爐原有設備改造不大等優點，該技術在國內外已經實現大規模的工業化應用。現有煙道氣脫硝技術中采用的催化劑為V-W/TiO₂催化劑，雖然該催化劑具有較高的活性和優異的抗硫性能，但是該催化劑存在著以下不利因素：（1）低溫活性差，V-W/TiO₂催化劑通常在350-450℃時才能發揮出較高的活性，而電廠煙道氣經過脫硫后溫度遠低于催化劑的工作溫度；（2）催化劑中的載體在高溫下會因晶型的轉變而逐漸喪失活性；（3）催化劑體系中的活性組分V物種具有生物毒性，容易揮發，危害生態環境和人體健康。因此，開發具有低溫高活性的新型氨選擇性催化還原催化劑具有非常重要的意義和應用價值。另外，機動車尾氣中氮氧化物消除技術與煙道氣脫硝技術類似，因此低溫高活性的氨選擇性催化還原催化劑還可應用于機動車尾氣中氮氧化物的消除。

目前氨選擇性催化還原氮氧化物的催化劑主要有分子篩型催化劑和復合氧化物型催化劑。雖然分子篩型催化劑具有優良的氨選擇性催化還原氮氧化物的活性，但其抗硫性能較差，而國內油品中硫含量較高，因此目前還難以商業化應用。而復合氧化物型催化劑具有優良的氨選擇性催化還原氮氧化物活性的同時，具有良好的抗水抗硫性能。在氨選擇性催化還原氮氧化物的眾多氧化物型催化劑中，氧化錳是具有最高低溫活性的催化劑之一，備受關注。但是，氧化錳熱穩定性差，在應用過程中容易發生晶相轉變，導致催化活性急劇下降。因此，迫切需要開發具有高熱穩定性和低溫高活性的氨選擇性還原氮氧化物的錳基復合氧化物催化劑。