[發明專利]一種釩磷氧低溫脫硝催化劑及其成型制備方法

有效

• 申請號: 202011438312.2
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112657552B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 胡笳
• 申請（專利權）人: 安徽欣創節能環保科技股份有限公司
• 主分類號: B01J31/18
• 分類號: B01J31/18;B01J37/03;B01J37/02;B01J37/34;B01J35/04;B01D53/56;B01D53/86
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 周衛

本發明公開了一種釩磷氧低溫脫硝催化劑及其成型制備方法，該成型制備方法首先制備釩磷氧凝膠活性組分；然后，將比表面積大于300msupgt;2/supgt;/g的鈦白粉與比表面積為90～110msupgt;2/supgt;/g的鈦白粉按比例混合，并加入單乙醇胺、乳酸、羧甲基纖維素、聚氧化乙烯、玻璃纖維、去離子水和氨水等，物料攪拌混合均勻后，經陳腐、擠出成型、干燥和煅燒，獲得二氧化鈦蜂窩載體；最后，以釩磷氧凝膠為活性組分，以二氧化鈦蜂窩體為載體，采用超聲浸漬法制備釩磷氧催化劑，通過控制凝膠密度、浸漬溫度、浸漬時間、超聲時間和超聲功率獲得催化劑最佳成型制備條件。

技術領域

本發明屬于環保技術領域，具體的，涉及一種釩磷氧低溫脫硝催化劑及其成型制備方法。

背景技術

隨工業煙氣排放的氮氧化物(NOx)是我國目前主要的大氣污染物之一。選擇性催化還原(Selective?Catalytic?Reduction,簡寫SCR)脫硝是控制NOx最為有效的方法。燃煤煙氣脫硝已全面實施，但以焦爐、燒結煙氣為典型的非電工業煙氣溫度較燃煤煙氣溫度低，且煙氣中含有大量的SO2和水蒸氣，催化劑活性易受煙氣中SO2和水蒸氣的影響而下降。國內外研究者采用不同的過渡金屬及其組合、更換載體等方式展開了大量研究，催化劑的低溫脫硝活性得到了顯著提升，但抗硫抗水性能仍普遍不足。目前，商業用低溫脫硝催化劑大多適用于低硫或無硫工況，工程應用中普遍采取前置脫硫及加熱煙氣的運行方式，工藝投資及運行能耗大。隨著國家環保要求的日益提高，開發具有較高低溫脫硝活性和較強抗硫抗水性能的脫硝催化劑對與工業煙氣治理具有重要的理論意義和工程應用價值。

SO₂是抑制催化劑低溫脫硝活性的一個主要因素，研究者對此采用不同的過渡金屬(Mn，Ce和Fe等)及其組合(V-Ce，Mn-Fe，Cu-Fe和Mn-Ce等)，以及更換載體等方式展開了一系列研究，催化劑的脫硝率在130℃時可達99％，然而，當煙氣中通入100～500ppm的SO2時，催化劑的活性受到不同程度的抑制，脫硝效率最低下降至20％以下(He?Y,et?al,AppliedCatalysis?B:Environmental,2016,193:141-150；ZengY?Q,et?al,Journal?ofColloidand?Interface?Science,2017,496:487-495；Wang?X?Q,et?al.Journal?ofColloid?andInterface?Science,2019,546:152-162.ZhuN,et?al.Journal?ofHazardous?Materials,2020,382:1-9；Zhou?X?M,Chemical?Engineering?Journal,2017,326:1074-1085；Ren?S,et?al.Chemical?Engineering?Research?and?Design,2018,133:1-10.)。浙江大學高翔課題組等研究指出，SO₂主要通過形成硫酸銨沉積在催化劑表面及與活性組分反應生成硫酸鹽來降低催化劑的脫硝活性(Ye?D,Molecular?Catalysis,2019,462:10-18；姜燁,等.中國電機工程學報,2013,33(14):18-30.)。

水蒸氣是抑制催化劑低溫脫硝性能的又一主要原因，研究者對此展開了大量研究，比較典型的有：Lu?P等研究水蒸氣對活性焦負載FexCoyCezOm低溫脫硝性能的影響，結果表明，脫硝率在反應溫度250℃時為94％，向煙氣中通入5vol.％的水蒸氣后下降至73％，催化劑的脫硝率在切斷水蒸氣后逐步得到恢復(Lu?P,Fuel,2018,233:188-199.)。水分子與反應物(NO和NH3)在催化劑表面的競爭吸附是造成催化劑低溫脫硝活性下降的主要原因，中科院城市環境研究所ZhuN、四川大學Jia?B?H和大連理工大學Wang?P等研究也得出了類似的結論[8,16,20](ZhuN,Journal?ofHazardous?Materials,2020,382:1-9；Wang?P,Journal?of?Hazardous?Materials,2016,301:512-521；Jia?B?H,Molecular?Catalysis,2017,443:25-37.)。