[發明專利]一種超高溫脫硝催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202110378015.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113083286B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 潘有春;鄭文賢;王光應;徐奎;宋劍;王中天
• 申請（專利權）人: 安徽元琛環保科技股份有限公司
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 葉濛濛

本發明公開一種超高溫脫硝催化劑的制備方法，涉及大氣污染治理領域，是基于現有技術的超高溫脫硝催化劑在長期服役中比表面積易收縮，超高溫段催化活性不高的問題提出的。本發明首先通過溶膠凝膠法得到具有燒綠石型結構及強表面酸性的催化劑載體，然后負載催化劑活性組分得到超高溫催化劑，燒綠石型結構使催化劑具有優異的的熱穩定，克服了催化劑的高溫比表熱收縮問題。同時，燒綠石型結構鑭鋯復合氧化物具有的強的表面酸性使得催化劑的氨氧化性降低，這使得催化劑在超高溫情況下也具有優異的脫硝性能和長期的穩定性，本發明最佳催化劑在450?600℃的脫硝性能都在90％以上，在450?650℃脫硝性能都在85％以上。

技術領域

本發明涉及大氣污染治理領域，更具體地說，關于一種超高溫脫硝催化劑的制備方法。

背景技術

氮氧化物(NOx)是霧霾、酸雨等污染現象的成因之一，成為大氣污染治理的重點對象。隨著《大氣污染防治行動計劃》的實施和藍天保衛戰等戰略計劃的進行，工業煙氣排放標準越來越嚴格。選擇性催化還原技術(SCR)是目前應用最廣泛的煙氣脫硝技術，該技術的核心是SCR脫硝催化劑。

目前商業化的SCR催化劑工作溫度窗口約為180–450℃，現已廣泛應用于燃煤電廠、鋼鐵、焦化、玻璃等行業。但是由于工業煙氣工況的復雜性及SCR反應器布置的限制性，有些SCR反應器只能布置在高溫段(＞450℃)，這導致目前的商用SCR催化劑無法應用，無法實現在高溫段(＞450℃)進行SCR脫硝。面對這樣的工業需求，人們開始研制超高溫脫硝催化劑，以此來滿足超高溫煙氣脫硝的需求。

超高溫脫硝催化劑的難點在于：1)在超高溫情況下催化劑載體易發生比面積收縮，使得催化脫硝效率發生快速的衰減；2)高溫下催化劑的會展現出強烈的氨氣氧化性，浪費還原劑氨氣的同時也二次生成氮氧化物，降低了催化劑的脫硝效率。專利CN112108143制備了一種超高溫脫硝催化劑，但是其還是主要以TiO₂為載體，在長期高溫下運行催化劑比表易衰減，同時其最高應用溫度只為500℃，效率也僅為80％。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于解決現有技術的超高溫脫硝催化劑在長期服役中比表面積易收縮，超高溫段催化活性不高的問題。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：

一種超高溫脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取一定量的硝酸鑭、硝酸鋯和檸檬酸與助催化劑前驅體，溶于去離子水中，得到澄清復合溶液，助催化劑前驅體與硝酸鑭、硝酸鋯、檸檬酸三者總質量比為0.136-0.52:43.71；

(2)將步驟(1)中制得的澄清復合溶液進行恒溫水浴加熱，充分攪拌，直至形成濕凝膠，120℃恒溫干燥形成干凝膠；

(3)對步驟(2)制得的干凝膠進行充分研磨直至形成粉末，在馬弗爐中進行初次分解得到氧化物原粉，再經二次焙燒得到燒綠石型結構復合載體；

(4)將催化活性組分前驅體加入去離子水中進行溶解，與步驟(3)得到的燒綠石型結構復合載體進行混合負載、50℃水浴攪拌干燥、煅燒后即得到超高溫催化劑。

本發明首先通過溶膠凝膠法得到具有燒綠石型結構及強表面酸性的催化劑載體，然后負載催化劑活性組分得到超高溫催化劑，燒綠石型結構使催化劑具有優異的的熱穩定，克服了催化劑的高溫比表熱收縮問題。同時，燒綠石型結構鑭鋯復合氧化物具有的強的表面酸性使得催化劑的氨氧化性降低，這使得催化劑在超高溫情況下也具有優異的脫硝性能和長期的穩定性。

優選地，所述步驟(1)中復合溶液中鑭鋯摩爾比為1:1。

優選地，所述步驟(1)中檸檬酸加入量與溶液中鑭鋯金屬離子總物質的量之比為1:1。

優選地，所述助催化劑包括SnO₂、Nd₂O₅中的一種。