[发明专利]通过镧盐或铈盐对SCR催化剂进行改性或再生的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于火电厂烟气脱硝领域，涉及一种通过镧盐、铈盐对SCR催化剂进行改性及再生的方法及装置。

背景技术

燃煤电厂排放的氮氧化物(NOx)是大气主要污染物之一。氮氧化物是形成酸雨、光化学烟雾、温室效应以及臭氧层破坏等各种环境问题的主要原因，对人体的健康也有影响。化石燃料燃烧产生的NOx主要是NO和NO2，毒性较小的NO在空气中很快被氧化为NO2，但是NO2比较稳定，且毒性较大。NOx和挥发性有机物在太阳光的辐射下经过一系列光化学反应产生光化学烟雾。光化学烟雾对眼睛及呼吸系统的刺激作用十分强烈，可引起疾病甚至死亡。NOx在空气中氧化生成硝酸，与硫酸一起加重了我国区域性酸雨的状况。

选择性催化还原脱硝(SCR)技术广泛应用于我国燃煤电厂氮氧化物减排，是目前应用最广泛且最有效的烟气脱硝技术。催化剂作为SCR技术的核心，在实际运行中，存在以下三个问题：(1)由于运行环境恶劣，容易发生中毒、积灰、活性物丢失等现象而失活，导致催化剂活性降低甚至失活。催化剂使用寿命很低，一般为16000～24000h。(2)SCR催化剂活性窗口较窄，起活温度高，当烟温较低时其脱硝效率亦低。(3)更换失活的SCR催化剂成本高，不经济。因此，迫切需要开发低温SCR催化剂并研究催化剂的再生技术。

研究表明，利用稀土元素对SCR催化剂进行改性的研究可提高催化剂脱硝活性并且提高其抗中毒性能，有利于SCR催化剂运行的经济性。稀土元素在各种催化剂中的应用很广泛，因为其良好的储氧能力、晶格氧可移动，阳离子可变价与许多催化作用有本质的联系。对于SCR脱硝催化剂，稀土元素的掺杂可提高催化剂储氧能力，提高催化剂活性以及抗中毒性能，同时可提高催化剂热稳定性。作为一种储量丰富且无毒低价的原料，CeO2在催化方面受到广泛的关注，目前常用在汽车尾气的三效催化处理中，同时其在低温下也有很高的NOx脱除活性。因此将Ce作为催化剂助剂的研究十分广泛。Peng(Peng Y,Li J,Shi W,et al.Design Strategies for Development of SCR Catalyst:Improvement of Alkali Poisoning Resistance and Novel Regeneration Method[J].Environmental science&technology,2012,46(22):12623-12629)的研究表明，氧化铈可以不仅提高SCR活性N2的选择性，也对碱中毒有抵抗性。Chen等(Chen,L.,Li,J.H.,Ge,M.F.,Promotional Effect of Ce-doped V2O5-WO3/TiO2with Low Vanadium Loadings for Selective Catalytic Reduction of NOx by NH3[J].Journal of Physical Chemistry C,Dec 17,2009,113(50),pp 21177-21184)通过在V2O5-WO3/TiO2催化剂中添加Ce作为助剂，达到提高催化剂活性并降低催化剂中V和W的负载量目的。

国内与此相关的专利如下：

(1)专利CN102240543公布了一种用于脱硝的CeO₂-ZrO₂基SCR催化剂制备方法，采用堇青石蜂窝陶瓷作为载体，在载体上负载铈镐固溶体活性涂层，在活性涂层上负载Nb₂O₅氧化物层，催化剂脱硝效率超过80％，工作温度窗口可达250～450℃。

(2)专利CN102294237公开了一种锰系负载型低温SCR催化剂，以TIO2为载体，使用浸渍法加入锰和钨的氧化物，烘干后在400～500℃条件下煅烧。

(3)专利CN102294237A公布了一种锰系负载低温SCR催化剂，以钛的氧化物为载体，以锰的氧化物为活性成分，以钨的氧化物为助催化剂，经浸渍和煅烧制成催化剂。

以上专利均由制备载体开始配制催化剂，其工艺复杂；需经过两次煅烧，制备时间较长；人工操作，步骤繁琐易出错，耗时耗力。综上所述，急需一种工艺简单，易于工业化的SCR催化剂改性或再生工艺技术，以满足工业上日益增长的脱销需求。

发明内容