[发明专利]一种纳米V2O5/活性焦脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于脱硝催化剂技术领域，具体是涉及一种纳米V₂O₅/活性焦脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

我国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量的70%，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤燃烧过程产生的SO₂和NO_X排放于大气中，是形成“酸雨”和“酸雾”的主要原因之一，其中氮氧化物和碳氢化合物结合形成光化学烟雾，已严重影响到人类的生产和生活。

当前，我国烟气脱硫技术比较成熟，年脱硫能力亦较强；而NO_X的排放量仍持续快速增张，按目前的增长速度，预计到2015-2020年，NO_X的排放总量将会超过SO₂成为电力行业排放的第一大酸性污染气体。因此，脱硝技术已引起政府和技术人员的关注。

目前以NH₃为还原剂选择性催化还原（SCR）技术是目前工业应用最为广泛的脱硝技术。应用最广泛的SCR催化剂是以TiO₂为载体，以V₂O₅或V₂O₅-WO₃或V₂O₅-MoO₃为活性成分。但为避免形成硫酸铵盐，进而堵塞催化剂的孔结构，造成催化剂失活，故此类SCR催化剂在实际应用过程中的操作温度必须高于350℃。由于大多数锅炉配置紧凑，在350℃温区加装SCR脱硝装置非常困难，而在排烟温区(120~250℃)加装SCR脱硝装置需要将烟气加热，从而造成高能耗和高操作成本。

目前，采用活性焦（AC）为载体，V₂O₅为活性组分开发出可在200℃左右脱除烟气中NO的催化剂（马建蓉等. 同时脱除烟气中硫和硝的V₂O₅ /AC催化剂研究[J]. 燃料化学学报，2005，33：6-11），将活性焦磨碎，筛分至30~60目，浸渍偏钒酸铵溶液，煅烧后制的V₂O₅ /AC催化剂，脱硝率稳定在60%左右；

还有研究发现，V₂O₅/AC上搭载WO₃和MoO₃对SCR活性有抑制作用（Zhu .Catalytic NO reduction with ammonia at low temperatures on V₂O₅/AC catalysts：effect of metal oxides addition and SO₂[J]．Applied Catalysis B：Environmental，2001，30：267-276）。

以上技术均是将粉末状活性焦作为载体，在工业上不利于操作，并易引起粉尘污染；且催化剂均采用偏钒酸铵和草酸溶液浸渍，煅烧后制得，脱硝率相对较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工业上易于操作、避免引起粉尘污染、脱硝率高的纳米V₂O₅/活性焦脱硝催化剂及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：纳米V₂O₅/活性焦脱硝催化剂的组分是：

圆柱状活性焦     80~99wt%；

纳米V₂O₅        0.5~10wt%；

Fe₂O₃            0.5~10wt%。

所述的纳米V₂O₅/活性焦脱硝催化剂的制备方法为以下步骤：

步骤1、制备硝酸铁溶液