[發(fā)明專利]一種低溫SCR蜂窩式脫硝催化劑的制備方法及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011038512.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN114308051A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢星星;劉道清;劉猛;李咸偉;張衛(wèi)東;周茂軍;曹雄;葛玉華;胡子國;俞勇梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司;江蘇新中金環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/889
• 分類號(hào): B01J23/889;B01J35/04;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 上海集信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31254
• 代理人: 李玲

本發(fā)明公開了一種低溫SCR蜂窩式脫硝催化劑的制備方法及其應(yīng)用，其中該制備方法包括如下步驟：混料，將載體、金屬氧化物前驅(qū)體、脫模劑、結(jié)構(gòu)助劑、粘結(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、防腐劑加入混泥機(jī)捏合后得到泥料；預(yù)擠陳腐，將所述泥料經(jīng)預(yù)擠機(jī)得到泥段，然后裝箱陳腐；成型，將陳腐后的泥段送入擠出機(jī)得到蜂窩式定長濕胚，所述蜂窩式定長濕胚經(jīng)一級(jí)分段干燥、二級(jí)干燥以及分段煅燒后得到低溫SCR蜂窩式脫硝催化劑。該制備方法制備的低溫SCR蜂窩式脫硝催化劑在低溫條件下具有較好的脫硝效果和機(jī)械強(qiáng)度，原料來源廣泛且價(jià)格低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)與催化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫SCR蜂窩式脫硝催化劑的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，煤炭作為國內(nèi)儲(chǔ)量廣、易開采的化石能源，未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍然不會(huì)完全被天然氣、核能和新能源所替代，但是煤炭燃燒產(chǎn)生的大量污染物已遠(yuǎn)超環(huán)境自身凈化容量極限，對(duì)人類社會(huì)和自然生態(tài)均產(chǎn)生嚴(yán)重危害；其中氮氧化物(NOx)作為最主要的大氣污染物之一，不僅是引發(fā)硝酸型酸雨、光化學(xué)煙霧和霧霾等的重要前驅(qū)物，還對(duì)人體呼吸道系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p傷；隨著人們對(duì)環(huán)保質(zhì)量要求的日益提高，從而控制燃煤電廠NO_x的排放尤為重要；

現(xiàn)階段世界范圍內(nèi)的燃煤電廠中大多采用選擇性還原(SCR)技術(shù)處理固定源煙氣；而SCR技術(shù)的核心是催化劑，由于粉末催化劑無法直接運(yùn)用于固定源煙氣脫硝中，因此催化劑的成型尤為重要，通常在成型過程中進(jìn)行干燥來降低催化劑中的水分，采用煅燒可以使有機(jī)物分解來去除雜質(zhì)，這些對(duì)于催化劑的機(jī)械強(qiáng)度以及催化劑的負(fù)載特別重要；商業(yè)應(yīng)用最為成熟的脫硝催化劑為V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化劑，應(yīng)用的溫度窗口多在300～420℃之間；比如申請(qǐng)?zhí)?01410038635.0公開了一種蜂窩狀脫硝催化劑的制備方法，所述的催化劑由二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢和助劑組成；催化劑的制備方法是將原料組分混合，混合后混煉和堆置陳腐，之后將得到的泥料過濾再次堆置陳腐，陳腐之后擠出成型得到濕胚，將濕胚進(jìn)行斷面切割得到規(guī)則端面定長濕胚和端部廢料；將規(guī)則端面定長濕胚干燥、煅燒和成型；將端部廢料與濾料混合，循環(huán)使用，用來降低成本；但是采用一般的商業(yè)催化劑，成型溫度過高且對(duì)濕胚直接進(jìn)行兩個(gè)端面的精度切割，不能保證成型蜂窩式的機(jī)械強(qiáng)度，這樣成本不降反增。而對(duì)于一些工業(yè)鍋爐如玻璃窯爐、水泥窯爐，由于其排煙溫度低,煙氣含塵量高,同時(shí)煙塵中含有大量的催化劑毒物,容易引起催化劑的堵塞中毒；因此,非常需要低溫下具有優(yōu)異脫硝活性的新型催化劑緩解不同工業(yè)環(huán)境下氮氧化物脫除的問題；如申請(qǐng)?zhí)?01910417113.4公開了一種脫硝脫VOC催化劑、制備方法、再生方法，脫硝脫VOC催化劑包括以凹凸棒土為載體，以鉬的化合物、鈀單質(zhì)產(chǎn)品、鑭的化合物、鈰的化合物為活性組分制備而成；但是由于該脫硝脫VOC催化劑采用涂敷法來將活性組分負(fù)載在蜂窩式催化劑上，造成催化劑實(shí)際活性物質(zhì)少，比表面積小，且焙燒時(shí)間的延續(xù)依次跨越5個(gè)溫度區(qū)間，每個(gè)溫度區(qū)間差為50℃，這樣的制得的蜂窩式催化劑在實(shí)際工業(yè)運(yùn)用會(huì)因壽命問題而需頻繁更換。

現(xiàn)有技術(shù)中，SCR技術(shù)的主要催化劑集中在V基催化劑，其最佳活性溫度區(qū)間在320～420℃，而其在低溫溫度區(qū)間150～180℃內(nèi)很難有效地發(fā)揮作用，且V價(jià)格高昂，毒性較大。

鑒于上述情況，亟待研發(fā)一種新的SCR脫硝催化劑，在低溫條件下具有較好的脫硝效果和機(jī)械強(qiáng)度，原料來源廣泛且價(jià)格低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明目的是提供一種低溫SCR蜂窩式脫硝催化劑的制備方法及其應(yīng)用，采用硝酸鹽類作為金屬氧化物前驅(qū)體，以鈦白粉或分子篩為載體，并加入脫模劑、結(jié)構(gòu)助劑、粘結(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑以及防腐劑來制備低溫SCR蜂窩式脫硝催化劑，使得該低溫SCR蜂窩式脫硝催化劑在低溫條件下具有較好的脫硝效果和機(jī)械強(qiáng)度，原料來源廣泛且價(jià)格低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：