[發明專利]一種負載型釩鐵耦合全溫域脫硝催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011287431.2
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112427040B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 張柏林;張深根
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;北京科技大學順德研究生院
• 主分類號: B01J23/887
• 分類號: B01J23/887;B01J23/888;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明涉及一種負載型釩鐵耦合全溫域脫硝催化劑及其制備方法，屬于煙氣脫硝及資源循環利用領域。所述催化劑包括載體、催化助劑與活性組分，以質量分數計，所述催化劑中載體占75–95份，催化助劑占0–8份，活性組分占1–20份；所述的活性組分為FeVO₄、FeV₂O₆、V₂O₅、Fe₂O₃和FeO，以摩爾比計，所述活性組分中V:Fe＝1:(0.5–10)。所述制備方法可采用新鮮原料和廢脫硝催化劑為原料制備，包括一次混練、二次混練、成型和煅燒工藝。

技術領域

本發明涉及一種負載型釩鐵耦合全溫域脫硝催化劑及其制備方法，屬于煙氣脫硝及資源循環利用領域。

背景技術

氮氧化物(NO_x)是我國首要大氣污染物，可造成多種形式的大氣污染。選擇性催化還原(SCR)技術是實現工業煙氣NO_x超低排放最主要的技術，主要使用釩基脫硝催化劑。釩基催化劑工作溫度高，不能適應多行業不同煙氣溫度條件下的脫硝需求。因此，研發全溫域脫硝催化劑以適應多行業不同煙氣溫度條件下的脫硝，以及電力行業不同負荷條件下煙氣溫度變化差異大的脫硝需求，具有重要的經濟價值和節能環保效益。

鐵氧化物具有良好的中、低溫段(120-300℃)脫硝活性，而釩氧化物具有優異的高溫段(300-420℃)脫硝活性，因此釩鐵耦合可實現全溫域(120-420℃)高效脫硝。釩鐵復合脫硝催化劑制備工藝及釩鐵耦合結構決定了催化劑的脫硝性能，但現有釩鐵復合基催化劑未實現高、中、低溫性能的耦合，且未利用釩氧化物穩定的理化特性增強鐵氧化物抗中毒性能。專利CN103157480A公開了一種氧化釩/鐵氧化物脫硝催化劑及其制備方法，在納米鐵氧化物負載納米釩氧化物，其中鐵氧化物主要采用針鐵礦制備，該催化劑鐵氧化物主要作為催化劑的載體而非活性組分，相比于TiO₂載體成本更低，但該催化劑尚未充分發揮釩鐵耦合催化作用。專利CN108465467A公開了一種應用于中低溫煙氣的高效NH₃-SCR脫硝催化劑，采用尿素將釩酸銨與硝酸鐵在溶液中共同沉淀，獲得α-Fe₂O₃和FeVO₄復合的脫硝催化劑。該工藝采用沉淀工藝制備，不僅產生大量廢水，而且不利于工業化生產，同時采用油浴鍋加熱反應，存在效率低和風險高等問題。專利CN110801848A公開了一種平板式寬溫抗硫SCR脫硝催化劑，采用鈦鈰復合氧化物空心球負載Fe₂O₃、MoO₃和BaSO₄，經成型、干燥后再負載V₂O₅，可制得寬溫域脫硝催化劑。該方法同樣使用了Fe和V組分，但主要以V為活性組分，而Fe的作用在于與Mo形成強烈的靜電效應，以阻斷或削弱NH₄⁺–HSO₄^-之間的離子作用力，而未利用V、Fe的耦合作用提高催化劑在全溫域的脫硝活性。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種負載型釩鐵耦合全溫域脫硝催化劑及其制備方法，利用鐵氧化物良好的中、低溫段脫硝活性和釩氧化物優異的高溫段脫硝活性，通過特定的制備工藝耦合獲得高效的全溫域脫硝性能，且該催化劑的制備可通過新鮮原料或廢脫硝催化劑制備，可獲得大體一致的全溫域脫硝性能。

本發明是通過以下技術方案實現的：