[發(fā)明專利]一種抗H2O、SO2和堿金屬化毒害的煙氣脫硝多元催化劑

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810530811.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108722427A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張丹;李云飛;張赩;孫曄;李智;孟憲超;何爽;唐云雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林省電力科學(xué)研究院有限公司;吉林省環(huán)境保護(hù)廳
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/83
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/83;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 龍濤

本發(fā)明涉及一種抗H₂O、SO₂和堿金屬化毒害的煙氣脫硝多元催化劑，屬于多元金屬氧化物功能材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種Fe?Ce?Ni?Zr/TiO₂五元金屬?gòu)?fù)合氧化物催化劑。本發(fā)明采用的多元脫硝催化劑，具有較寬的脫硝溫度窗口(180?300℃)以及較好的低溫脫硝活性(90％以上)，尤其是抗H₂O、SO₂和堿金屬化毒害能力較強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多元金屬氧化物功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗H₂O、SO₂和堿金屬化毒害的煙氣脫硝多元催化劑，尤其涉及一種用于SCR煙氣脫硝的多元催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

煤炭在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)著絕對(duì)的主導(dǎo)作用，且長(zhǎng)期占我國(guó)一次能源消費(fèi)總量的比例接近甚至高于70％。在我國(guó)煤炭消費(fèi)中，80％煤炭被用作動(dòng)力用煤，直接用于燃燒產(chǎn)生熱能和動(dòng)力。但煤炭是一種低品位化石燃料，其燃燒煙氣中存在大量硫氧化物、氮氧化物和二氧化碳等污染物。據(jù)統(tǒng)計(jì):在我國(guó)煤燃燒排放的CO、CO₂、SO₂、NOX和粉塵占總?cè)剂先紵欧帕康谋壤来螢?1％、85％、90％、70％和70％。

雖然我國(guó)對(duì)二氧化硫和粉塵的控制已取得明顯成效，而相比于二氧化硫和粉塵等污染物排放總量的降低，氮氧化物排放總量卻正在快速增加，據(jù)專家預(yù)測(cè)，按照目前的發(fā)展趨勢(shì)，若不采取有效控制措施，到2030年氮氧化物排放量將達(dá)到3540萬(wàn)噸，勢(shì)必給我國(guó)生態(tài)環(huán)境和國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成巨大傷害。同時(shí)，氮氧化物對(duì)我國(guó)酸雨污染的貢獻(xiàn)也呈上升趨勢(shì)，酸雨中NO3-濃度明顯增加，我國(guó)部分地區(qū)的酸雨污染正逐漸由硫酸型向硫酸、硝酸復(fù)合型轉(zhuǎn)變。并且，氮氧化物還具有很強(qiáng)的溫室效應(yīng)。因此，控制氮氧化物的排放，尤其控制燃煤火電廠氮氧化物的排放是大勢(shì)所趨。

近年來(lái)，在多種燃煤火電廠脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原(Selective catalyticreduction，SCR)，因其脫硝效率高，相對(duì)性價(jià)比高，己成為當(dāng)前我國(guó)燃煤火電廠脫硝的主流技術(shù)。選擇性催化還原(SCR)脫硝主要是指在催化劑的作用下，還原劑(燃煤火電廠脫硝還原劑主要為尿素和NH₃，“有選擇性”地與煙氣中NOX反應(yīng)，生成無(wú)毒、無(wú)污染的氮?dú)夂退?/p>

目前，我國(guó)燃煤電廠所使用的SCR脫硝催化劑均為釩鎢鈦系列，大都需要進(jìn)口或者引用國(guó)外技術(shù)，因此SCR催化劑的初裝成本和更換費(fèi)用都很高。而由于脫硝溫度較高(300～400℃)，只能將SCR裝置布置于省煤器和空氣預(yù)熱器之間。但此處煙氣中存在大量飛灰，含有堿金屬，砷和汞等物質(zhì)，不可避免地侵蝕和毒化催化劑，導(dǎo)致催化劑容易失活，使用壽命不長(zhǎng)，而且煙氣中成分復(fù)雜，也容易造成催化劑中毒，導(dǎo)致壽命衰減；同時(shí)，釩鎢鈦系列催化劑中釩組分易流失，會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造成嚴(yán)重傷害。因此，催化劑已成為制約我國(guó)推廣應(yīng)用SCR脫硝技術(shù)、控制燃煤火電廠氮氧化物排放的主要因素。

因此，研究無(wú)毒、脫硝性能良好、脫硝溫度窗口寬、成本廉價(jià)的SCR脫硝催化劑，尤其是脫硝溫度低，抗中毒能力強(qiáng)的用于煙氣脫硝的催化劑，在我國(guó)具有重要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義，已成為業(yè)內(nèi)一線研發(fā)人員普遍關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于煙氣脫硝的多元催化劑及其制備方法，尤其是一種用于SCR煙氣脫硝的催化劑，本發(fā)明采用的多元脫硝催化劑，具有較寬的脫硝溫度窗口以及較好的低溫脫硝活性，尤其是H₂O、SO₂和堿金屬化毒害能力較強(qiáng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于煙氣脫硝的多元催化劑，具體為一種Fe-Ce-Ni-Zr/TiO₂五元金屬?gòu)?fù)合氧化物催化劑。其中，

元素Fe/Ti的摩爾比為(0.1～0.7)：1；

元素Ce/Ti的摩爾比為(0.05～0.8)：1；