[发明专利]一种SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及SCR烟气脱硝的催化剂。

背景技术

锅炉烟气中的NO_X主要包括NO、NO₂、N₂O(统称氮氧化物，简称为“硝”)，是大气主要污染源之一，它不仅会引起酸雨、光化学烟雾、温室效应等破坏地球生态环境的一系列问题，而且还直接地危害着人体的健康。治理NO_X污染的主要方法之一，是把烟气中NO_X还原为N₂(氮，这一过程称为对烟气脱硝)，NH₃(氨)又是至今已发现的最有效的还原剂。其中，在脱硝装置里增设催化装置及其催化剂的选择性催化还原(SCR)脱硝方法，比仅用还原剂NH₃的非选择性催化还原(SNCR)脱硝方法优越得多，前者不但脱硝率比后者高得多、而且NH₃的消耗量和逃逸量又均低于后者。这就是说，催化剂是提高脱硝率、降低治理NO_X成本的关键，某些金属氧化物具有所需的脱硝催化活性。目前在商业上用得较多的是，以本身也有催化活性的TiO₂(二氧化钛)为载体，V₂O₅(五氧化二钒)为主要活性组份负载在其上而构成的TiO₂-V₂O₅催化体系，申请号为200810224389.2名称为《一种以TiO₂为原料的脱硝催化剂及其制备方法》中的制品就是其中之一。该脱硝催化剂在TiO₂-V₂O₅催化体系基础上，增加了一定量的助催化剂WO₃(三氧化钨)；另外，其组份中还有将该脱硝催化剂粘接在一起的结构支撑材料(该案称为“助剂”)，这些助剂包括粘土、玻璃纤维和聚环氧乙烷等。然而，由于该脱硝催化剂毕竟仍然是TiO₂-V₂O₅催化体系中的一种，故仍然存在原材料(主要是V₂O₅)成本相对较高之不足；尤其是这类催化剂需要在较高烟气温度(一般均为300℃～400℃)下才能发挥作用，而在较高温度促使下，高浓度粉尘和烟气中SO₂又容易引起中毒，所以，这类催化剂还有使用寿命较短之不足；并且，当烟气中SO₂浓度较高时，这类催化剂的催化活性还会降低。另外，在制备该脱硝催化剂过程中，其工艺过程也相对复杂，例如，需通过一次锻烧、研磨，而制得掺钨钛粉，然后在与剩余组份混合等工序后，又需锻烧(活化)一次。

发明内容

本发明的第一目的是，提供一种成本相对较低、有较宽的温度适用范围、在较高SO₂浓度、较低烟气温度下也能较好地发挥催化作用的SCR烟气脱硝催化剂。

本发明的第二目的是，提供一种制备工艺简单的实现第一发明目的之SCR烟气脱硝催化剂的制备方法。

实现所述第一发明目的之方案是这样一种SCR烟气脱硝催化剂，与现有技术相同的方面是，该脱硝催化剂组份中包括载体TiO₂，负载在TiO₂上的主要活性组份和助催化剂WO₃，以及将该脱硝催化剂粘接成颗粒的结构支撑材料，其中，TiO₂以锐钛型的形态存在。其改进之处是，所述主要活性组份为MnO₂(二氧化锰)，所述结构支撑材料为Al₂O₃凝胶(三氧化二铝凝胶)；该脱硝催化剂中各组份的质量百分比含量为：10％的TiO₂、4％～10％的MnO₂、4％～10％的WO₃，余量为Al₂O₃凝胶；所述脱硝催化剂颗粒的粒径为0.8～1.2cm。

实现所述第二发明目的之方案是这样一种SCR烟气脱硝催化剂的制备方法，该烟气脱硝催化剂是实现所述第一发明目的之SCR烟气脱硝催化剂，该方法包括如下步骤：