[發(fā)明專利]一種用于中高溫脫硝的鐵基催化劑及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910523584.3 | 申請(qǐng)日： | 2019-06-17 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN110252387B | 公開（公告）日： | 2021-03-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉涵子;由長(zhǎng)福 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J29/46 | 分類號(hào)： | B01J29/46;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/50 |
| 代理公司： | 北京三聚陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250 | 代理人： | 張建綱 |
| 地址： | 100084*** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 高溫 催化劑 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種用于中高溫?zé)煔饷撓醯拇呋瘎┘捌渲苽浞椒ê蛻?yīng)用，包括活性金屬成分和負(fù)載載體。活性金屬成分包括鐵以及鎳和/或鎢元素。負(fù)載載體包括流化床鍋爐循環(huán)灰、天然沸石、分子篩。制備方法主要為液態(tài)離子交換法或浸漬法。制備完成的催化劑在500～900℃溫度范圍內(nèi)具有較強(qiáng)催化脫硝活性，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)脫除氮氧化物效率為53?99％，無毒且氮?dú)膺x擇性強(qiáng)，可用于工業(yè)過程的中高溫?zé)煔庵械趸锏呐欧趴刂啤１景l(fā)明具有脫硝效果好且制備便捷等優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于中高溫脫硝的鐵基催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于氣體污染控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
氮氧化物(NO、NO2、N2O、N2O4、N2O5等，統(tǒng)稱NOx)是一類污染環(huán)境、破壞人體健康的有害氣體，主要來源于燃煤電廠、化工廠、鋼鐵廠等行業(yè)或燃煤/燃油鍋爐。2012年開始實(shí)施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13223-2011),規(guī)定即時(shí)起新建火力發(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組NOx排放限值小于(6％基準(zhǔn)含氧，下同)100mg/m3。而燃煤電廠超低排放更是要求NOx排放量小于50mg/m3。
選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction,SCR)是目前世界各地應(yīng)用最為廣泛的煙氣脫硝方法，即以NH3為還原劑的條件下，在催化劑的表面吸收NO氣體并生成一系列中間產(chǎn)物(如NH2NO)，最終以N2和H2O的形式脫除。這個(gè)過程中常采用V2O5-WO3/TiO2商業(yè)型催化劑，其具體反應(yīng)方程式如下：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (1)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O (2)
該催化脫硝體系應(yīng)用溫度窗口窄(300～400℃)，其中主要活性成分V2O5具有毒性，且存在易流失、廢棄物處理困難等問題，還容易將煙氣中的二氧化硫氧化成為三氧化硫后結(jié)合NH3分子生成硫酸氫氨，造成下游煙道及受熱面產(chǎn)生堵塞和腐蝕。
目前已有的脫硝催化劑研究中主要集中在低溫(100～450℃)溫度區(qū)間。在中高溫寬區(qū)域(500-900℃)內(nèi)可應(yīng)用催化劑種類極其少。現(xiàn)有氨基選擇性非催化還原(SNCR)煙氣脫硝技術(shù)最佳反應(yīng)溫度主要為900-950℃，當(dāng)工業(yè)裝置負(fù)荷降低時(shí)，煙氣溫度隨之降低，遠(yuǎn)離SNCR最佳反應(yīng)溫度，造成系統(tǒng)脫硝效率明顯下降。因此，開發(fā)相應(yīng)溫度區(qū)間的催化劑具有重要的實(shí)際意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種高溫脫硝的鐵基催化劑及其制備方法和應(yīng)用，以用來開發(fā)能夠有效在500～850℃的寬溫度范圍內(nèi)脫硝的催化劑。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種用于中高溫脫硝的鐵基催化劑，包括活性金屬成分和負(fù)載體，所述活性金屬成分包括鐵元素以及鎳元素和/或鎢元素；所述負(fù)載體包括分子篩、天然沸石、流化床鍋爐循環(huán)灰中的任一種或多種混合物。
上述技術(shù)方案中，所述分子篩選用HZSM-5型分子篩。
上述技術(shù)方案中，所述活性金屬成分的質(zhì)量百分比為0.1％～25％，且其中鐵元素為40％～80％，鎳元素為0～50％，鎢元素為0～35％。
一種如上所述的用于中高溫脫硝的鐵基催化劑的制備方法，所述方法包括：
稱取適量含鐵前驅(qū)體；
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