[發明專利]一種低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202110397510.7
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113083320A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 邱冰冰;陶雪東;楚化強;李文科
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美

本發明公開了一種低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法，屬于低溫SCR脫硝技術領域。本發明以FCC廢催化劑和改性生物炭為支撐載體，過渡金屬氧化物為活性組分，其中：組分過渡金屬元素的負載量為載體重量的5％～20％，采用浸漬法將活性組分負載在載體上，后經過干燥處理，最后在氮氣氛圍中焙燒，即得到本發明的低溫SCR脫硝催化劑。本發明解決了釩鈦催化劑低溫脫硝活性低，成本較高的問題，實現了FCC廢催化劑的資源化綜合利用，減少了工業固體廢棄物對環境的破壞，制備的SCR催化劑在低溫條件下具有優異的脫硝性能，對工業煙氣的低溫脫硝有較好的應用前景和市場。

技術領域

本發明屬于大氣污染治理技術、固廢資源回收利用和低溫SCR催化劑制備技術領域，具體涉及一種低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術

NOx是一種主要的大氣污染物，同時也是大氣污染物治理的重點與難點，近年來其排放量一直高居不下。大量排放的NOx導致霧霾、酸雨和光化學煙霧等自然災害頻發，對人們的日常生活和生命安全造成了嚴重影響，因此加強對NOx的治理已經勢在必行。選擇性催化還原技術(SCR)由于技術成熟、脫硝效率高和經濟性好等優點應用最廣泛，而該技術的核心在于SCR催化劑，催化劑性能優劣是決定整個SCR系統脫硝效果和經濟性的關鍵，因此開發高效經濟的SCR催化劑是當下主要研究方向。目前商用釩鈦系催化劑，由于具有脫硝效率高和抗SO₂效果好等優點而得到廣泛應用，但是其并不適用于煙氣溫度較低的環境，而且制備成本相對較高、釩也易流失造成二次污染。因此，開發出一種性能穩定、活性溫度窗口較寬、環境友好、制備成本低的催化劑尤為重要。

FCC廢催化劑是石油工業使用后產生的固體廢棄物，目前我國每年的FCC廢催化劑產量已經超過10萬噸，而大部分化工企業對FCC廢催化劑處置都是采取填埋的方式，這不僅對生態環境造成嚴重威脅而且還制約了FCC廢催化劑的資源化利用。FCC廢催化劑的主要成分為Al₂O₃和SiO₂，還有一定量的無機氧化物和稀土氧化物，如CaO、Fe₂O₃、MgO、CeO₂、La₂O₃和V₂O₅，且其本身具有分子篩結構，作為脫硝催化劑原料具有極好的優勢。

經檢索，中國專利公開號為CN110357464A，公開日為2019年10月22日，名稱為一種廢FCC催化劑資源化利用的方法，其技術方案是：將20～40wt％的廢FCC催化劑、30～50wt％的活性原料和20～40wt％的固體堿激發劑混合，攪拌，得到類地聚合物粉體。按所述類地聚合物粉體：水的質量比為1：0.3～0.5，將水加入所述類地聚合物粉體中，攪拌，得到類地聚合物凝膠。將所述類地聚合物凝膠加入模具中，振動，在養護箱內養護，脫模，室溫繼續養護3～7天，得到類地聚合物材料。又如公開號為CN108993531A，公開日為2018年12月14日，該發明公開了一種廢FCC催化劑資源化利用的方法，其技術方案是：以50～70wt％的廢FCC催化劑、25～45wt％的黏土和2～5wt％的TiO₂為催化劑原料，混合，烘干，研磨；置入圓盤造粒機，邊轉動邊噴灑占催化劑原料10～15wt％的過渡金屬鹽水溶液，轉動圓盤造粒機至形成粒徑為3～5mm的球狀催化劑顆粒；烘干，于1080～1200℃條件下燒結15～30min，制得臭氧催化劑。按照臭氧催化劑的填充體積為氧化塔或反應池有效容積的45～60％，將臭氧催化劑填充于催化氧化塔或反應池，臭氧投加量為50～75mg/L，反應15～30min，深度處理后的難降解工業廢水COD達標排放。以上對FCC的處理方法均為將FCC作為活性組分的載體，其不足之處在于，使用的載體比表面積和孔隙率較小，限制了活性物種的分散性和活性中心的暴露。