[發明專利]鈰基脫硝催化劑及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 201811227887.2
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109731568A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 陳冠益;王健;劉彩霞
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J23/14
• 分類號: B01J23/14;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張宇園

一種鈰基脫硝催化劑的制備方法，包括如下步驟：分別含Ce、Sn和Ti的鹽溶于去離子水中并攪拌至澄清溶液，然后分別將三種鹽溶液混合得到混合鹽溶液；配置氨水溶液作為沉淀劑，將所述氨水溶液滴入所述混合鹽溶液并攪拌，直到混合溶液的PH值在9～11之間，生成白色的沉淀，停止氨水的滴加，放置老化；將所得到的白色沉淀進行洗滌過濾，得到催化劑前驅體，將烘干后的催化劑前驅體煅燒后，得到Ce?Sn?TiOx復合氧化物SCR催化劑，其中x介于1至4之間。該方法得到的SCR催化劑能夠在較大空速的反應條件下(60000h^?1)，在200～450℃的反應溫度區間內達到90％以上的催化效率。

技術領域

本發明屬于煙氣脫硝催化劑的制備工藝領域，具體涉及一種鈰基脫硝催化劑的及其制備方法，以及該催化劑的應用。

背景技術

氮氧化物(NOx)是氮、氧等多種化合物構成的總稱，是大氣的主要污染物之一，其主要來源于火電廠、工業爐窯煙氣和機動車、船舶尾氣排放，包括N₂O、NO、NO₂、N₂O₅、N₂O₃、NO₃、N₂O₄，其中又以NO和 NO₂所占比例最大。NOx大量排放到空氣中會造成各種環境問題，如形成酸雨、光化學煙霧、破壞臭氧層等。我國的能源消耗以煤為主，所以燃煤成為NOx的最大來源，其排放的NOx占全國總排放量的67％。在所有燃煤的行業中，又以火電廠的NOx排放量最大。《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》中明確提出了打贏藍天保衛戰的時間表和路線圖。其中指出，到2020 年，二氧化硫、氮氧化物排放總量分別比2015年下降15％以上。因此，研發高效的煙氣脫硝技術成為了當下的研究熱點。

在眾多煙氣脫硝技術中，選擇性催化還原技術(SCR)以反應溫度低、脫硝效率高的優點而得到了廣泛應用。選擇性催化還原技術的核心是催化劑，主要利用不同類型的還原劑(如NH₃)在催化劑存在的條件下將NOx 轉化為無污染的N₂和H₂O后再將煙氣進行排放，具有很大的應用前景。

目前脫硝效率較高且應用最為成熟的是V₂O₅/TiO₂催化劑，但是此類催化劑依然存在較多問題，如高溫下N₂的選擇性較低、反應溫度窗口較窄，只能在300～400℃的溫度區間內反應、易將煙氣中的SO₂氧化為SO₃，造成催化劑失活、釩氧化物有毒，容易對環境造成二次污染等一系列問題。以V₂O₅/TiO₂催化劑為基礎，通過添加WO₃、MoO₃等助劑構成的V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化劑雖然解決了部分問題，但是改進后的催化劑依然面臨著低溫下催化活性低、抗硫抗水性能較差等關鍵性問題。

目前，國內的大部分電廠采用濕法脫硫，這就使得煙氣在經過除塵、脫硫之后，煙氣溫度低于300℃，無法達到釩鈦類催化劑的反應溫度，容易造成脫硝效率低，催化劑浪費等諸多弊端。而且再經過脫硫之后，煙氣中仍然殘存部分SO₂，會在低溫下使SCR催化劑中毒失活。除此以外，我國已建成的火電廠在空氣預熱器和省煤器之間沒有為脫硝裝置預留空間，使得煙氣在處理后溫度較低。若要達到常規催化劑的使用條件，就必須對煙氣進行加熱處理，增加了煙氣處理的成本。而工業燃燒鍋爐和工業爐窯作為煙氣排放的另一大主要來源，其煙氣排放溫度更低，這就使得現有 SCR催化劑很難滿足使用要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鈰基脫硝催化劑的及其制備方法及其、應用，以至少部分解決上述技術問題。