所屬領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種低溫脫除煙氣NOx的催化劑及制備方法和應(yīng)用，具體說是在H₂O和SO₂共存時，低溫選擇催化還原脫除煙氣NOx的催化劑及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

煤炭是我國的主要能源，預(yù)計(jì)到2050年仍將占一次能源的50％以上。目前煤炭的利用方式主要是燃燒，燃煤量占總消耗量的約80％，然而燃煤在為我國提供能量的同時也產(chǎn)生了大量的污染物，如大氣中80％以上的SO₂，60％以上NO_x等。煤煙型的大氣污染嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境，影響人們身體健康以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，因此控制燃煤SO₂和NO_x的排放是我國構(gòu)建和諧社會的重中之重。

對于NOx的排放控制主要分為燃燒中和燃燒后控制兩大類，燃燒中控制多采用低氮燃燒技術(shù)，但其脫除率通常低于50％，需要和燃燒后控制結(jié)合使用。燃燒后控制技術(shù)即煙氣NOx脫除技術(shù)是最為有效的脫硝手段，得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，其中應(yīng)用最廣泛的是以NH₃為還原劑的選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，即利用還原劑NH₃將NOx還原為無害N₂和H₂O。Bosch等(Catal.Today，1988，2，369-531)指出SCR技術(shù)的關(guān)鍵是高效穩(wěn)定的催化劑，V₂O₅-WO₃/TiO₂催化劑是目前最好和應(yīng)用最廣泛的工業(yè)SCR催化劑，脫硝率通常高于90％，運(yùn)行穩(wěn)定。但此類催化劑仍存在一些問題：一是催化劑載體銳鈦礦型TiO₂易發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變而使得制備條件苛刻，成本較高；二是脫硝操作溫度必須高于350℃。催化劑的高溫操作要求SCR床層必須布置在除塵設(shè)備以前，這使得整個煙氣凈化系統(tǒng)配置中存在一些問題，而且煙氣中的高灰高硫?qū)τ诖呋瘎┑幕钚院蛪勖紩泻艽蟮挠绊憽Ｒ虼耍芯亢烷_發(fā)具有低溫(120-250℃)活性的SCR催化劑不僅可減少了煙塵的堵塞和毒化，而且更容易和現(xiàn)有鍋爐系統(tǒng)匹配，具有重要的經(jīng)濟(jì)和實(shí)際意義，并得到國際上許多研究工作者的重視。

目前國內(nèi)外已經(jīng)研發(fā)了大量的低溫SCR催化劑，尤其是Zhu等(J.Catal.，2000，195，268-278)開發(fā)的V₂O₅/AC催化劑有高的脫除NOx活性，而且V₂O₅含量在低于5wt％，溫度在180℃以上時，SO₂對V₂O₅/AC催化劑有促進(jìn)作用。但Huang等(Applied?Catalytic?B：Enviromental?2002，39，361-368)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在H₂O和SO₂共存時，該催化劑脫除NOx活性降低。沈伯雄等人(潔凈煤技術(shù)，2007，13(1)，32-35)利用活性炭纖維不同于活性炭的特性，研發(fā)了HNO₃氧化處理改性的ACF負(fù)載CeO₂，MnOx等催化劑；Gregorio等人(Applied?Catalytic?B：Enviromental?2003，41，323-338)同樣以ACF為載體擔(dān)載MnOx進(jìn)行了低溫脫除NOx反應(yīng)。但是這些人的研究均未涉及到H₂O和SO₂共存時如何影響催化劑的低溫脫除NOx活性，即并沒有開發(fā)出在H₂O和SO₂共存時，具有較高脫除NOx催化劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種具有在H₂O和SO₂存在時，具有較高脫除煙氣NOx的催化劑及其應(yīng)用。

本發(fā)明的催化劑以V₂O₅為活性組分，活性炭纖維(ACF)為載體，各組分重量百分比為：ACF?90.0％～99.9％，V₂O₅0.1％～10.0％。