[发明专利]一种脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气脱硝领域，具体涉及一种脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物（NO_x）是氮与氧的多种化合物的总称，具体包括N₂O、NO、NO₂、N₂O₄、N₂O₃和N₂O₅等。NO_x是大气中常见的污染物之一，NO_x作为一次污染物，本身会对人体健康产生危害，它可刺激人的眼、鼻、喉和肺部，容易使人患上呼吸系统疾病。更为严重的是，NO_x还会产生多种二次污染，诸如酸雨和光化学污染等。

为了减少NO_x带来的污染问题，人们开始越来越重视NO_x控制方法的研究。现有技术中控制NO_x排放的方法主要有两大类，一是在燃料燃烧过程中控制NO_x的生成，即低NO_x燃烧技术；二是对生成的NO_x进行净化处理，即烟气脱硝技术。在实际生产中，低NO_x燃烧技术的脱NO_x效率通常不超过60%，已经无法满足日益严格的排放标准。因此为了严格控制NO_x的排放， 必须要使用有效的烟气脱硝技术。常用的烟气脱硝方法有选择性催化还原发、非选择性催化还原法、吸附法和催化分解法等，其中选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）是最为成熟、应用也最为广泛的方法。SCR法的原理是在催化剂存在的条件下，向含有NO_x的尾气中喷入氨，尿素或者其它含氮化合物，使其中的NO_x还原成N₂和水， SCR工艺中使用的催化剂按其结构可分为三种：蜂窝式、平板式和波纹板式，其中蜂窝式催化剂因为具有均匀的物理化学结构，具备较强的抗中毒能力和耐磨性，使用寿命长的优势而备受青睐。

现有技术中，中国专利CN101676024A公开了一种蜂窝状氨法选择催化还原脱硝催化剂，该催化剂以具有特定比表面积的TiO₂为载体，V₂O₅和WO₃为催化剂和催化助剂，同时加入各种助剂，再经过较短时间的干燥和煅烧即可制备而成，其中所述助剂包括粘土、甲基纤维素、聚环氧乙烷、硅溶胶、玻璃纤维、单乙醇胺等，起到了促进所述催化剂成型、分散以及成孔的作用，因此该催化剂在具备了较高脱硝效率的同时还具有较高的强度，成型性较为优越。

上述催化剂虽然通过加入各种成型助剂在一定程度上提高了催化剂的强度，但仍旧满足不了实际使用时的要求，而正是由于这种催化剂强度的缺陷，在使用过程中往往会出现破碎的情况，一方面产生了很多的催化剂粉尘，会对设备的长期正常运行埋下隐患；另一方面还会将催化剂表面的结构破坏掉，从而影响到催化剂的催化活性。

发明内容

为了解决现有技术中的催化剂强度满足不了实际使用要求的问题，本发明提供了一种强度较高、机械性能良好的脱硝催化剂及其制备方法。

本发明所述的脱硝催化剂及其制备方法及其制备方法的技术方案为:

一种脱硝催化剂，包括以下重量份的组分：

纳米二氧化钛     40-45份；

纳米二氧化硅     6-8份；

偏钒酸铵         0.5-4份；

仲钨酸铵         0.5-4份；

A.K糖           0.5-2份；

成型助剂         3-5份。

所述成型助剂为甲基纤维素、玻璃纤维丝中的一种或者两种。

所述脱硝催化剂还包括0.1-0.8重量份的稀土元素。

所述稀土元素为铕、铈、铽、铒、钪中的一种或者多种。

所述的脱硝催化剂的制备方法，包括：

（1）配置质量浓度为12-13%的乙醇胺溶液并将所述乙醇胺溶液加热至60-90℃；

（2）向所述乙醇胺溶液中加入0.5-4重量份的偏钒酸铵和4-6重量份的仲钨酸铵并加热至90-96℃，然后搅拌直至所述偏钒酸铵和仲钨酸铵溶解，得到待用的混合溶液；

（3）将40-45重量份纳米二氧化钛、6-8重量份的纳米二氧化硅、 20-30重量份的去离子水和5-8重量份的质量浓度为15%的氨水充分混合均匀；