[发明专利]一种非金属元素掺杂的低温SCR催化剂及其制备方法

说明书

一种非金属元素掺杂的低温SCR催化剂，该催化剂各组分含量分别是：载体，二氧化钛为84‑86wt％；活性组分，五氧化二钒为2‑5wt％；二氧化铈为3‑5wt％；助剂，三氧化钨为5‑7wt％；掺杂元素，氟元素为0.4‑2wt％；硫元素为0.4‑2wt％。本发明还提供了上述催化剂的制备方法。本发明通过非金属元素氟元素与硫元素掺杂SCR催化剂，可以改善催化剂低温活性，使得低温脱硝催化剂就可以直接将脱硝装置安装在除尘器之后，甚至于脱硫装置之后，一方面降低催化剂中毒几率，增加使用寿命，另一方面减少烟气重复加热工序，节约了成本。

技术领域

本发明涉及SCR催化剂领域，具体是一种非金属元素掺杂的低温SCR催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO_X)是主要的大气污染物之一，会形成酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层、影响生态环境。大气中的氮氧化物有两大主要来源，移动源以及固定源。目前对于移动源主要利用尾气中的CO和CH_X，在三效催化剂的作用下将尾气中的NO_X还原成氮气而脱除。对固定源排放的NO_X最有效的解决办法就是NH₃为还原剂的选择性催化还原技术(SCR)，具有脱硝效率高，技术成熟的优点。催化剂基本是以V₂O₅作为活性组分，TiO₂作为载体，然后在加入WO₃或者MoO₃作为助催化剂，其催化剂温度约300℃～350℃，反应温度窗口比较窄，属于中高温催化剂，所以一般将SCR反应器置于除尘器之前，但是未除尘的烟气会对催化剂产生很强的侵蚀和毒化作用，影响使用寿命。

因此，开发出活性温度窗口宽，低温活性高的低温SCR催化剂将具有很好的市场前景和较高的工业应用价值。开发了低温脱硝催化剂就可以直接将脱硝装置安装在除尘器之后，甚至于脱硫装置之后，一方面降低催化剂中毒几率，增加使用寿命，另一方面减少烟气重复加热工序，节约了成本。

发明内容

为解决是上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种非金属元素掺杂的低温SCR催化剂，该催化剂各组分含量分别是：

载体，二氧化钛为84-86wt％；

活性组分，五氧化二钒为2-5wt％；二氧化铈为3-5wt％；

助剂，三氧化钨为5-7wt％；

掺杂元素，氟元素为0.4-2wt％；硫元素为0.4-2wt％。

优选地，所述的二氧化钛为锐钛型，五氧化二钒的前驱物为偏钒酸铵，三氧化钨的前驱物为钨酸铵，氟元素的前驱物为氟化铵，硫元素的前驱物为硫脲。

一种制备上述的非金属元素掺杂的低温SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将乙醇胺溶于去离子水中，并加入偏钒酸铵在60℃至80℃条件下搅拌溶解；制得溶液A；根据钒元素质量守恒，所述偏钒酸铵的加入量以催化剂成品中五氧化二钒的含量进行推算；

2)混料：将二氧化钛、二氧化铈、钨酸铵、氟化铵、硫脲、硬脂酸、乳酸、水混合，搅拌10分钟至30分钟后，然后加入步骤1)得到的溶液A、甲基纤维素、聚氧乙烯、玻璃纤维、纸浆棉，搅拌30分钟至60分钟；制得泥料B；

根据钨元素质量守恒，所述钨酸铵的加入量以催化剂成品中三氧化钨的含量进行推算；

根据氟元素质量守恒，所述氟化铵的加入量以催化剂成品中氟元素的含量进行推算；

根据硫元素质量守恒，所述硫脲的加入量以催化剂成品中硫元素的含量进行推算；

以载体二氧化钛、活性组分五氧化二钒与二氧化铈、助剂三氧化钨、掺杂元素氟元素与硫元素质量总和为100g计，其它物质的用量为：