[发明专利]改性钛白粉、超细晶形陶瓷粉体和高强度火电厂脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气脱硝催化剂技术领域，特别涉及一种以锐钛型二氧化钛为主要原料的火电厂烟气脱硝用催化剂及制备方法。 

背景技术

氮氧化物是大气的主要污染源，它不仅会引起酸雨、光化学烟雾等破坏地球生态环境的一系列问题，而且还严重危害着人体的健康。因此，如何有效的去除氮氧化物已成为目前环保领域中一个令人关注的重要课题。氨气选择性催化还原法（selective catalyticreduction,SCR）由于成熟和高效而成为火力发电厂等固定源主流的脱硝技术，而其核心问题就在于催化剂的研制。目前国内外学者对许多催化剂体系进行了深入系统的研究，如V₂O₅-WO₃/TiO₂,MnO₂/TiO₂,FeO_x/TiO₂,CuO/TiO₂,Cr₂O₃/TiO₂和CeO₂/TiO₂等。目前，工业化应用的NH₃-SCR催化剂，多以TiO₂为载体，再上载一定量的V₂O₅、WO₃、M₀O₃等。为此，人们对脱硝催化技术的研究在不断深化，以提高处理效率和降低催化剂的成本。 

CN101480611B一种钒掺杂型钛基烟气脱硝催化材料及其制备方法，该发明公开了一种钒掺杂型钛基烟气脱硝催化材料及其制备方法，以表面活性剂为孔结构导向剂，采用水溶液体系溶胶-凝胶法制备钒掺杂钛基催化材料，活性组分钒的掺杂量以V₂O₅计为0.5～20wt%,采用在溶胶-凝胶过程中原位掺杂负载方式，不仅制备方法简单、生产成本低，而且所制备的脱硝催化材料比表面积较大，热稳定性较高，具有较高的脱硝效率和较宽的活性温度窗口，适用于燃煤烟气氮氧化物脱除领域。采用实验室模拟烟气评价显示，当空速为10000h^-1，NO含量为1000ppm的条件下，在180～420℃的温度区间内，NO的脱除率达到95%以上。这种脱硝催化材料的缺陷是：在电厂中使用寿命很短，新鲜态效率高，但在烟气粉尘环境下使用寿命大幅降低。因为是负载型的催化剂，非均质催化剂，是表面化的，在冲刷下，会只剩下载体，表面活性剂已失效。 

CN101468314A一种用于低温烟气脱硝的催化剂及其制备方法，该发明涉及一种用于低温烟气脱硝的催化剂及其制备方法。它采用选择性催化还原（SCR）技术，以氧化钒为活性组分、氧化钛为载体。且该氧化物催化剂中有部分氧被氟取代，制备催化剂的方法，其中活性组分氧化钒采用浸渍法负载在载体上，载体氧化钛通过溶胶-凝胶法制备，氟取代氧的时间可以是制备载体氧化钛时，或者是负载活性组分氧化钒时。本发明显著提高了低温脱硝活性和催化能力，200℃以上即可达到90%以上的NO脱除率，具备较强工业应用价值， 可广泛应用于烟气中氮氧化物的NH₃选择性催化还原。这种脱硝催化材料的缺陷是：活性组分氧化钒采用浸渍法负载在载体上，相当于将氧化钛负载在载体上，然后再负载上氧化钒，因此它的抗腐蚀能力更差。仅在新鲜态有较好的使用效果。适用于非催化剂复活过程的重复使用，但使用寿命很短。 

CN101480611B和CN101468314A两篇文献中记载的脱硝催化材料的共性缺陷是：涂层薄，使用寿命短。 

CN101954281A用于烟气脱硝的铈铜钛复合氧化物催化剂及制备方法，该发明公开了一种用于烟气脱硝的铈铜钛复合氧化物催化剂及制备方法，该催化剂的组分包括CeO₂、CuO和TiO₂。催化剂制备采用共沉淀法，可达到理想脱硝效果。该催化剂的优点在于：1）对烟气中氮氧化物的催化还原具有较高的活性；2）催化剂的适应温度窗口较宽，在150～450℃整个温度范围内都具有一定活性；3）可以有效提高催化剂在SO2和H2O条件下的运行性能，对二氧化硫和水等存在下的恶劣工况具有较强的适应性，可运用的范围更广；4）制备原料易得、制备工艺简单，催化剂成本较低。这种脱硝催化材料的缺陷是：属于颗粒状的催化剂，非蜂窝状催化剂。不适用于电厂的工况。