[发明专利]钒系宽窗口中高温SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于火电厂烟气脱硝技术领域，具体是指钒系宽窗口中高温SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前用于SCR脱硝反应催化剂种类有很多，其中V₂O₅/WO₃(MoO₃)/TiO₂(锐钛矿型)系列催化剂是目前应用最广的SCR工业催化剂。传统的商业脱硝催化剂应用的温度窗口为370-430℃，而电厂烟气在进入脱硝系统之前往往达不到脱硝温度窗口的要求，因此要对烟气进行二次加热，增加了电厂烟气脱硝的成本，开发出宽温度窗口，高脱硝率的催化剂就成了一个亟待解决的问题。

值得注意的是传统的V₂O₅/TiO₂(锐钛矿)基催化剂是一个相当不稳定的体系，TiO₂(锐钛矿)是钛氧化物中的一种亚稳态晶体，比表面积较小，受热时表面极易收缩，在一定温度及压力条件下易转化为热力学状态比较稳定的金红石，WO₃及MoO₃的加入有助于阻止锐钛矿形态的转换，但无法从根本上解决上述问题，那么如何解决这一问题就成为关键之所在。

近年来，许多研究将多种金属掺杂到TiO₂中形成复合氧化物载体，如TiO₂-ZrO₂等，以期提高TiO₂(锐钛矿)的机械强度、比表面积、热稳定性和反应活性。TiO₂-ZrO₂固溶体比表面积可达到256.14m²/g。ZrO₂的添加抑制了锐钛型TiO₂向金红石型TiO₂的转变，增强了TiO₂-ZrO₂的热稳定性。同时相关研究也发现TiO₂-ZrO₂固溶体具有强大的酸性，具有一定的脱硝活性(50％)，因此TiO₂-ZrO₂固溶体是一种极有前景的脱硝催化剂载体。

发明内容

本发明的目的之一是提供钒系宽窗口中高温SCR脱硝催化剂，该催化剂不仅要具备较强的高温催化活性，而且要具备温度窗口宽的特性。

本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：一种钒系宽窗口中高温SCR脱硝催化剂，其特征在于：所述催化剂以钛锡氧化物为载体，以钒的氧化物为活性成分，以钨的氧化物为助催化剂，所述的钛锡氧化物为TiO₂-SnO₂，所述的钒的氧化物为V₂O₅，所述的钨的氧化物为WO₃，所述催化剂为V₂O₅-WO₃/TiO₂-SnO₂，其中，所述催化剂中，钛元素和锡元素的摩尔比为1︰1，所述的钨的氧化物的质量占钨的氧化物和钛锡氧化物的总质量的6～12％，钒的氧化物的质量占总催化剂的质量的1％。

本发明的催化剂中，三氧化钨的加入增强了V₂O₅在催化剂表面分散性，极大地增强了催化剂表面的酸量，进而提高了催化剂的脱硝效率。

本发明的目的之二是提供上述钒系宽窗口中高温SCR脱硝催化剂的制备方法，该制备方法操作简单，能够获得钒系宽窗口中高温SCR脱硝催化剂。

本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：钒系宽窗口中高温SCR脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)TiO₂-SnO₂载体的制备：利用共沉淀法制备TiO₂-SnO₂载体，制备的TiO₂-SnO₂载体中钛元素和锡元素的摩尔比为1︰1，将制备的TiO₂-SnO₂载体依次经烘干、研磨、煅烧后备用；