[發明專利]一種寬溫度窗口高效脫硝催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010775910.2
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112023917A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 郭瑞堂;劉源楨;段超鵬;吳桂林;苗雨芳;顧婧雯;潘衛國
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 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: 許耀

本發明涉及本發明涉及寬溫度窗口脫硝催化劑技術領域，尤其是涉及一種寬溫度窗口高效脫硝催化劑及其制備方法和應用，該催化劑以錳元素和鏑元素為活性組分，以氧化鋁和坡縷石混合構成載體，錳元素、鏑元素、氧化鋁和坡縷石的摩爾比為1:0.05?0.2:0.04:1。與現有技術相比，本發明的催化劑在寬溫度區間內表現出較高的脫硝活性以及抗水抗硫性能，有利于使SCR脫硝裝置布置于火電廠尾部煙道，以減少余熱損失，提高火電廠運行經濟性。

技術領域

本發明涉及寬溫度窗口脫硝催化劑技術領域，尤其是涉及一種寬溫度窗口高效脫硝催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

工業煙氣排放的氮氧化物已經導致了嚴重的空氣污染和環境問題，包括酸雨、光化學煙霧以及溫室效應等等。主要的氮氧化物來源是燃煤電廠排放出來的廢氣，目前為止，利用NH₃選擇性催化還原(SCR)已經被證明是除去NO_x最有效的方法。自20世紀70年代以來，V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化劑已被用于工業原料的開發，但釩基催化劑存在一些不可避免的缺點，例如釩的毒性、NH₃對N₂O的過度氧化、300-400℃較窄的高溫反應窗口等。由于操作溫度高，V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化劑必須放置在凈化系統和脫硫裝置的上游，這會導致催化劑在粉塵和二氧化硫存在的情況下快速失活。在凈化系統和脫硫裝置后面安裝脫硝催化劑是避免不良影響的一個很好的選擇，此外，這種SCR末端配置系統也非常便于實際應用。然而，煙氣溫度會降得太低，無法滿足鍋爐中V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化劑的運行溫度。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有技術中高溫脫硝催化劑存在的中毒失活和催化劑使用效率不高等問題而提供一種寬溫度窗口高效脫硝催化劑及其制備方法和應用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明第一方面提供一種寬溫度窗口高效脫硝催化劑，該催化劑以錳元素和鏑元素為活性組分，以氧化鋁和坡縷石混合構成載體，基于最佳的實驗活性性能選取錳元素、鏑元素、氧化鋁和坡縷石的摩爾比為1:0.05-0.2:0.04:1。

優選地，錳元素、鏑元素、氧化鋁和坡縷石的摩爾比為1:0.1:0.04:1。

本發明第二方面提供所述的寬溫度窗口高效脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1：將坡縷石放置于去離子水中并分散形成懸浮漿液，室溫下攪拌、靜置，制備得到坡縷石漿液，記為溶液1；

S2：室溫下將AlCl₃置于容器內，逐滴加入NaOH溶液，劇烈攪拌形成乳白色溶液，然后加入溶液1，加熱條件下劇烈攪拌，再加入NaOH溶液直至上清液的pH值變為中性，記為溶液2；

S3：分別將硫酸錳、硫酸鏑和(NH₄)₂S₂O₈加入到溶液2中，混合均勻；

S4：將步驟S3得到的溶液在加熱條件下劇烈攪拌；

S5：將步驟S4得到的熱溶液過濾并洗滌去除雜質，干燥、煅燒，得到所述的寬溫度窗口高效脫硝催化劑。

優選地，步驟S1中，坡縷石漿液的固體含量為4g/h。

優選地，步驟S1中，室溫下攪拌的時間為4h，靜置時間為1h。

優選地，步驟S2中，NaOH溶液的濃度為1.5mol/L。