[发明专利]一种新型复合载体SCR烟气脱硝催化剂

说明书

技术领域

本发明属于环境保护与环境催化领域，具体涉及一种以TiO₂-介孔SiO₂为载体的适用于电厂烟气脱硝的SCR催化剂。

背景技术

氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一，包括NO、NO₂、N₂O、N₂O₃和N₂O₄等，主要以NO和NO₂的形式存在，其中NO约占NOx总量的90％。氮氧化物的排放会造成酸雨、温室效应和臭氧层破坏等环境问题，严重危害人类健康和社会发展。

目前，世界上工业应用的脱硝技术主要分为低NOx燃烧技术、SNCR技术和SCR技术。选择性催化还原(SCR)脱硝技术具有极高的NOx脱除率，是世界上应用最多、最成熟的烟气脱硝技术。该技术是在有催化剂存在的条件下利用NH₃等还原剂将NOx还原成N₂和H₂O，从而达到脱除NOx，消除污染的目的。催化剂是SCR系统中的核心，是脱硝技术的关键，其成分组成、结构、寿命及相关参数直接影响SCR系统的脱硝效率及运行情况；在经济上，催化剂的初投资成本约占项目投资的40-60％，催化剂的寿命决定着SCR系统的运行成本。

SCR催化剂按其成分分为贵金属型、金属氧化物型和沸石分子筛型。目前广泛应用的主要是金属氧化物型催化剂，其中，钒钛类催化剂具有活性高、选择性好、抗毒化能力强等显著的优点，成为主流的商用SCR催化剂。钒钛类SCR催化剂以具有锐钛矿结构的TiO₂作为载体，按其化学组成通常分为以下几类：V₂O₅-WO₃/TiO₂，V₂O₅-MoO₃/TiO₂，V₂O₅-WO₃-MoO₃/TiO₂，其中尤以V₂O₅-WO₃/TiO₂研究应用较多。

目前，已经申请的关于SCR脱硝催化剂的专利很多。从公开的专利来看，催化剂的载体种类很多，常用的有TiO₂、Al₂O₃、SiO₂、分子筛以及活性炭等等。其中，由于TiO₂(尤其是锐钛矿)具有很高的稳定性和很强的抗硫中毒能力，所以其研究和应用比较多。纳米催化剂蜂窝体的制备工艺(CN101703927A)专利中，采用浸渍法将活性组分负载在TiO₂上制成复合粉体，再用共混法将复合粉体与添加剂混合挤制蜂窝体催化剂；复合载体烟气选择性催化还原法脱硝催化剂及其制备方法(CN101428212A)中，采用了纳米锐钛矿型二氧化钛和/或堇青石和/或陶瓷纤维复合载体；也有将TiO₂负载在膨润土上作为复合载体的，比如专利脱硝催化剂及其制备方法(CN1872413A)。

无论是以单一的TiO₂作为载体还是采用复合载体，一般都是采用在TiO₂粉体表面浸渍活性组分，不仅载体用量大，而且存在比表面积小，活性组分分散不均匀，以及活性组分与载体结合不紧密等缺点。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种将TiO₂负载在介孔SiO₂上，把TiO₂自身的优势与介孔SiO₂比表面积大、孔径分布均匀且孔径大小可调等优点结合起来，制备出以TiO₂-介孔SiO₂为复合载体的SCR烟气脱硝催化剂。

本发明的技术方案是：一种新型复合载体SCR烟气脱硝催化剂，该催化剂按质量百分比包括以下成分：

复合载体        85～99.9％

主催化剂        0.1～15％。