[发明专利]粉煤灰-凹凸棒石复合SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及环保技术领域中燃煤烟气的氮氧化物处理，具体地说是一种粉煤灰-凹凸棒石复合SCR脱硝催化剂及其制备方法。

二、背景技术

我国是燃煤大国，燃煤电厂在生产过程中产生大量的粉尘、SOx、NOx和有害金属元素等。烟气中排放的氮氧化物(NOx)对环境的危害比硫化物更为严重，大气中的NOx能引起酸雨、光化学烟雾、地表水富营养化等破坏生态环境并危及人类健康的一系列问题。控制大气中NOx的排放引起了全球的关注，同时也是我国目前大气环境保护中的重点和难点，因此，对NOx的处理尤为重要。目前，我国对于燃烧产生的NOx控制方法主要有燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制三类。燃烧前控制是指选用低氮燃料，但成本很高，工程应用较少；燃烧中控制，即改进燃烧方式，在燃烧过程中降低氮氧化物的生成(包括低氧燃烧技术、多端燃烧技术等)；燃烧后控制是指在烟道尾部加装脱硝装置，将烟气中的NOx转变为无害的N₂或有用的肥料，包括吸收法、吸附法、非选择性催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)等。

选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)法以其反应温度较低，净化率高，运行可靠，二次污染小等优点，在发达国家已成为脱除NOx的首选方法。SCR法的特点是以氨或尿素等作为还原剂在催化剂作用下将NOx催化还原，使还原剂能有选择的和烟气中的NOx反应生成N₂和H₂O。在SCR技术中，催化剂是核心，其成本约占SCR系统总成本的20％～40％，催化剂的性能直接影响NOx的脱除效果。从目前公开的专利可以看出，各种(SCR)脱硝催化剂所使用的载体和活性组分各不相同，常用的载体有TiO₂、分子筛、Al₂O₃和活性炭等。公开号为CN1151705A、CN1777477A、CN1642636A的专利使用单一的TiO₂载体，其活性组分及活性组分形成的化学反应机理也有本质不同。公开号为CN1792431A的专利采用复合载体，以双氧化物Al₂O₃和TiO₂为复合载体，同时用蜂窝陶瓷做骨架材料，采用浸渍和涂覆的方式将活性物质V₂O₅和WO₃负载到复合载体和骨架材料上。

我国的SCR技术起步较晚始于20世纪90年代，目前国内的SCR脱硝工程中钒钛类催化剂应用最多，主要有V₂O₅/TiO₂，V₂O₅-WO₃/TiO₂，V₂O₅-MoO₃/TiO₂和V₂O₅-WO₃-MoO₃/TiO₂等，其中V₂O₅/TiO₂和V₂O₅-WO₃/TiO₂已经相继实现商业化。钒系列催化剂具有脱硝效率高、选择性好、运行稳定等优点，但此类催化剂温度窗口较窄，钒系催化剂的反应温度区间在300-400℃，V₂O₅易将SO₂氧化为SO₃，与逃逸的NH₃和烟气中的水蒸气反应生成NH₄HSO₄，其粘性大，会在受热面沉积，造成下有设备和管道的堵塞和腐蚀。