[发明专利]一种蜂窝式脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于烟气脱硝的催化剂，更具体地说，涉及一种蜂窝式脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物NO_X（主要是NO和NO₂）是世界各国公认的大气污染物之一。我国的“十二五”规划把NO_X的减排作为约束性的考核指标，如何科学有效地治理氮氧化物已成为我国大气污染控制领域较为紧迫的任务。以NH₃为还原剂的选择性催化还原(Selective catalytic reduction，SCR)烟气脱硝技术是目前脱除烟气中NO_X最有效的技术。催化剂的成分组成、结构及相关参数直接影响到SCR系统的整体脱硝效果。

锐钛矿TiO₂被广泛地用作SCR催化剂的载体，是由于在SCR反应气氛中存在SO₂时，TiO₂不与SO₂反应，而且长时间暴露在含硫烟气中也能够保持其微观结构不变，具有一定的抗中毒作用。目前，广泛应用于SCR过程的商业催化剂是承载在TiO₂上的V₂O₅、V₂O₅-WO₃、V₂O₅-MoO₃或者V₂O₅-WO₃-MoO₃催化剂。这类催化剂已有相对比较成熟的原料配方和制备工艺，但由于其具有成本高、钒毒性大、后处理易二次污染等问题，需要研制其它廉价且无毒的催化剂。

近来有研究表明，在SCR方法中以硫酸亚铁（FeSO₄）作为脱硝催化剂活性成分可以有效地脱除烟气中的氮氧化物。并且，相比于钒钛类催化剂，该类催化剂具有廉价、易得、寿命长、可弃置等优点。

然而，催化剂的脱硝能力不单单直接取决于活性成分，同时也与其载体和催化剂的制备参数息息相关。为了获得脱硝性能优异的催化剂，需要在原料的选择、原料的配比、在制备工艺过程中原料的加入顺序、工艺参数等技术难点上进行精心的研究和设计，并进行大量的实验才能实现。因此，考虑到以FeSO₄为活性成分、以锐钛矿TiO₂作为催化剂载体的催化剂在烟气脱硝领域的重要应用前景，有必要对其进行更深入的研究。

发明内容

本发明的目的是克服上述的一个或多个技术难点。

按照本发明的一个方面，提供了一种蜂窝式脱硝催化剂的制备方法，包括：

混合步骤，用于将多种物料与溶剂混合，形成具有可塑性的泥料；所述多种物料包括：活性组分，催化剂载体以及助剂；

成型步骤，用于将所述泥料成型为蜂窝体坯料；

干燥步骤，用于将所述蜂窝体坯料进行干燥；

煅烧步骤，用于对干燥后的蜂窝体坯料进行煅烧，以形成所述蜂窝式脱硝催化剂；

其中，所述活性组分包括硫酸亚铁；所述催化剂载体为锐钛矿型纳米二氧化钛和分子筛；所述活性组分与催化剂载体的重量比为1：（2-10）。

优选地，所述活性组分还包括乙酸锰。优选地，所述活性组分中硫酸亚铁的重量百分含量为60-80%。

优选地，所述催化剂载体中锐钛矿型纳米二氧化钛的重量百分含量为50-80%。

优选地，所述混合步骤按如下顺序进行：先将活性组分加入溶剂中，再加入催化剂载体，充分搅拌后加入助剂，混合形成泥料。

优选地，在所述干燥步骤中，干燥温度为90-110℃。

优选地，在所述煅烧步骤中，煅烧温度为400-500℃。

优选地，所述助剂包括粘合剂，助挤剂和增强剂中的至少一种。

优选地，所述粘合剂包括粘土；所述助挤剂包括甘油和/或田箐粉；所述增强剂包括玻璃纤维。

按照本发明的另一方面，提供了一种蜂窝式脱硝催化剂，其根据前述方法制备而成。