[發明專利]用于催化燃燒脫除煙氣氯苯的SCR催化劑改性方法及催化劑

在審

• 申請號: 202110856023.2
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113559846A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 何川;孔凡海;王麗朋;張發捷;李樂田;吳國勛;卞子君;李昂
• 申請（專利權）人: 蘇州西熱節能環保技術有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B01J23/30
• 分類號: B01J23/30;B01D53/86;B01D53/56;F23G7/07
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 樊曉娜;王樺

本發明涉及一種用于催化燃燒脫除煙氣氯苯的SCR催化劑改性方法及催化劑，方法包括：S1、準備釩鈦系催化劑，將該催化劑研磨，得到釩鈦系催化劑粉末；S2、準備改性前驅體，將該前驅體加入水溶液中得到改性前驅體溶液，改性前驅體包括錳、鉻、銅、鋯、鈮、鉬元素中的一種或多種；S3、將釩鈦系催化劑粉末加入步改性前驅體溶液中形成混合液；S4、將步驟S3中混合液進行烘干、煅燒，得到改性催化劑，該催化劑的活性組分為錳、鉻、銅、鋯、鈮、鉬的氧化物中的一種或多種。本發明對釩鈦系催化劑改性，在保證NOx脫除性能的同時強化其對氯苯的催化燃燒性能，進而實現工業爐煙氣NOx和氯苯的協同處理，可大幅削減工業爐煙氣處理成本。

技術領域

本發明屬于SCR脫硝催化劑改性領域，具體涉及一種用于催化燃燒脫除煙氣氯苯的SCR催化劑改性方法及催化劑。

背景技術

由于鋼鐵、垃圾焚燒、化工等非電鍋爐的原料或燃料具多樣性與復雜性，部分工業爐排放的煙氣往往含有大量氮氧化物(NOx)和氯代揮發性有機物。對于高濃度NOx煙氣，選擇性催化還原(SCR)是最有效的方法，其中釩基催化劑在中溫段(300～400℃)具有優異的脫硝能力，目前廣泛使用的SCR催化劑主要是V₂O₅-WO₃/TiO₂催化劑(釩鎢鈦催化劑)。

催化燃燒法是處理煙氣低密度有機污染物的有效方法，可用來進行煙氣中氯苯的脫除，其通過催化劑降低反應能壘，導致揮發性有機物與氧氣在固體催化劑表面更容易發生降解反應，產生CO₂與H₂O，達到無害化的目的。然而，含氯揮發性有機物催化燃燒過程中，反應歷程復雜，中間毒副產物種類繁多。在高溫下，含氯的反應中間體之間容易發生相互作用，形成劇毒的多氯代物，同時產生的氯物種與催化劑表面反應，使催化劑活性組分發生不可逆的中毒。

對于這樣的工業鍋爐，如果分別建造尾部NOx處理設施和氯苯處理設施，將會面臨占地面積大、投入和運行成本高的問題。兼顧實用性與經濟性，目前被普遍接受的處理方式是使用同一種催化劑，協同處理煙氣中的NOx和氯苯。目前，工業爐廢氣協同脫硝脫氯苯的催化劑研究較少。脫硝主要采用SCR法，使用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化劑。氯苯等揮發性有機物主要由催化劑燃燒法脫除。

中國專利CN201910806321.3公開一種VOCs催化燃燒催化劑及其制備方法和應用，以硫酸改性的TiO₂ CeO₂復合氧化物為載體，負載貴金屬氧化釕和/或過渡金屬氧化釩為活性組分的催化劑，最后包裹SiO₂殼，形成的核殼型VOCs催化燃燒催化劑。

中國專利CN202011140987.9公開一種用于廢氣凈化的催化劑及其制備方法，以釤(Sm)和鉺(Er)共摻雜的CuFe₂O₄為活性組分，以CeO₂為載體，制備了VOCs催化燃燒性能優異的催化劑。

中國專利CN202110251025.9公開了一種用于低溫催化燃燒含氯揮發性有機物的高穩定催化劑及其制備方法，該方法采用過渡金屬元素鈮、鈰、鉻為催化組分，通過共沉淀，水熱和氣氛熱處理等工藝對催化劑的氧化還原能力和電子結構進行調整，所制備的復合金屬催化劑由于電子結構變化，活性組分催化性質相應改變，并對反應過程中氯物種具有較強的耐受性，對工業氯苯具有優異的降解效果。

以上專利普遍只著重于氯苯等揮發性有機物的催化燃燒性能，未將NOx和氯苯的脫除進行協同考慮。此外，以上專利所公布方法普遍成本較高，在實現產業化時經濟性較為欠缺。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于催化燃燒脫除煙氣氯苯的SCR催化劑改性方法及催化劑，可協調脫NOx和脫氯苯，大幅削減工業爐煙氣處理成本。

為達到上述目的，本發明采用的一個技術方案是：