[发明专利]废气脱硝催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及废气脱硝催化剂及其制造方法，特别涉及燃烧废气中所含的砷、磷（P）、钾（K）等催化剂毒素导致的劣化小并且使350℃以上的脱硝性能大幅度提高的氨接触还原用废气脱硝催化剂及其制造方法。

背景技术

以氧化钛为主成分的氨接触还原用脱硝催化剂，由于活性高，耐久性优异，因此在国内外锅炉等的排烟处理中广泛地使用，成为了脱硝催化剂的主流（专利文献1等）。

近年来，能量需求激增，已使用硫分高的煤（高S炭）、PRB炭、或生物质等各种燃料，与其相伴，使用时的排烟脱硝催化剂的劣化也变得多样。其代表的劣化可列举高S炭焚烧中产生的砷（As）化合物导致的劣化、PRB炭焚烧废气中容易产生的P化合物导致的劣化、生物质燃烧废气中产生的钾（K）化合物导致的劣化。已知这些都是蓄积性的催化剂毒素导致的劣化，在催化剂中蓄积，短期引起大的脱硝性能的降低。

对此，本申请发明人发明了防止上述毒物吸附、蓄积于氧化钛的Ti-V-Mo-P系的催化剂并已申请（未公知专利文献2）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开昭50-128681号公报

专利文献2：特愿2010-026577号

发明内容

发明要解决的课题

上述在先申请涉及的催化剂不仅对于As、P、K化合物具有极高的耐久性，而且具有SO₂氧化率低、Hg氧化活性高等各种优点，唯一应改善的方面是反应温度从350℃上升到400℃的情形的脱硝性能的上升度比通常的催化剂小的方面。高S炭焚烧锅炉的排烟脱硝多成为400℃附近的温度，如果能够改善上述的400℃下的脱硝性能，必定成为更优异的催化剂。

本发明申请要解决的课题是在不损害Ti-V-Mo-P系催化剂的优异的耐久性的情况下改善350℃以上的脱硝率，提供性能·耐久性优异的催化剂。

用于解决课题的手段

上述在先申请涉及的未公知的催化剂，是以使作为催化剂毒素的一种的磷酸吸附于氧化钛具有的催化剂毒素的吸附点，要阻止来自废气的催化剂毒素在催化剂的吸附，防止劣化的设想为基础产生的。在该磷酸吸附的点，作为活性成分的V、作为助催化剂成分的Mo或W等的氧化物也吸附，其结果，催化剂上（即氧化钛上）的吸附点被这些成分全部覆盖。其结果，使来自废气的催化剂毒素的吸附大幅度地减轻，但存在NH₃的吸附点的减少和吸附力的弱化这样的副作用。其结果，NH₃的吸附量在高温下减少，即使温度上升到350℃以上，脱硝性能也难以提高，产生达到顶点的现象。本申请发明人为了改善这点，考虑不吸附As、P等催化剂毒素，添加、补充强烈吸附NH₃的成分，使用大量的化学物质进行了研究，但均吸附催化剂成分中的P化合物、或废气中的P、As化合物，使NH₃吸附性能丧失，未能使用，然而唯有在高二氧化硅沸石的情况下获得显著的改善效果，完成了本发明。

为了实现上述课题，本申请中要求专利保护的发明如下所述。

（1）废气脱硝催化剂，是包含钛(Ti)、磷(P)的氧化物，钼(Mo)和/或钨（W）、和钒(V)氧化物，SiO₂/Al₂O₃比为20以上的高二氧化硅沸石的催化剂组合物，其是将(1)氧化钛、相对于氧化钛以H₃PO₄计超过1wt%且15wt%以下的磷酸或磷酸的铵盐，(2)相对于氧化钛分别超过0且8原子%以下的钼(Mo)和/或钨（W）的含氧酸或含氧酸盐以及钒(V)的含氧酸盐或氧钒基盐，和(3)相对于氧化钛超过0且20wt%以下的高二氧化硅沸石，在水的存在下混炼、干燥、烧成而成的。

（2）（1）所述的脱硝催化剂，其特征在于，高二氧化硅沸石为丝光沸石。

（3）废气脱硝催化剂的制造方法，其特征在于，使氧化钛与磷酸或磷酸的铵盐预先在水的存在下接触，使磷酸离子吸附于氧化钛表面后，添加钼(Mo)和/或钨（W）的含氧酸或含氧酸盐、钒(V)的含氧酸盐或氧钒基盐、和高二氧化硅沸石，在水的存在下进行混炼、干燥、烧成。

发明的效果

根据本发明，能够提高耐久性高的催化剂成分的350℃以上的脱硝性能，实现高活性并且高耐久性的脱硝催化剂。其结果，能够使美国等多在400℃附近运转的来自高S炭焚烧锅炉的废气脱硝装置中使用的催化剂使用量减少，使装置小型化。