[发明专利]一种低温性能优异的钒基氧化物催化剂及其应用

说明书

本发明涉及一种低温性能优异的钒基氧化物催化剂及其应用。该钒基氧化物为钒钛氧化物，采用共沉淀法制备得到，通式为V_aTiO_x；其中，a是V相对于Ti的原子比，取值范围为0.02‑0.2。钒基氧化物催化剂用作NH₃‑SCR催化剂，不仅具有非常优异的低温活性，200000h^‑1空速条件下，可在200‑400℃范围内实现超过80％的NO_x转化率，而且具有非常优异的N₂生成选择性，300℃以下N₂生成选择性接近100％；同时，还具有非常优异的抗SO₂中毒能力，是一种非常高效的SCR催化剂。

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其涉及一种低温性能优异的钒基氧化物催化剂及其应用。

背景技术

自上世纪七十年代以来，NH₃选择性催化还原NO_x(即NH₃-SCR)技术被广泛用于燃煤电厂、工业锅炉等固定源烟气脱硝和柴油车、船舶尾气氮氧化物净化。该技术是在催化剂的作用下，用还原剂NH₃将烟气中的NO_x选择性还原为N₂和H₂O。

传统的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂作为一种商用SCR催化剂已经在燃煤电厂等固定源脱硝领域应用多年。电力行业使用的NH₃-SCR催化剂工作温度通常为300～400℃，而非电力行业的工业锅(窑)炉设备(工业锅炉、玻璃陶瓷炉窑、水泥炉窑、钢铁冶金烧结炉、炼焦和石化系统的裂解设备等)烟气的排放温度通常为120℃～300℃。因此，在非电力行业难以直接使用电厂中温(300～400℃)NH₃-SCR催化工艺对NO_x排放进行控制。另外，由于固定源烟气通常含有较高的SO₂浓度，目前基本上只有钒基催化剂可以实际应用。

而柴油车和船舶的排气温度变化范围很大，除了要求NH₃-SCR催化剂具有优异的低温活性以外，还需要具有很宽的温度窗口。另外，由于我国柴油车燃油品质普遍较差，含硫率较高，而船舶燃油则具有更高的含硫率。因此，具有优异抗SO₂中毒能力，开发价格低廉、低温活性优异的钒基氧化物催化剂在移动源柴油发动机尾气污染控制领域也具有非常广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种具有优异抗SO₂中毒能力、低温活性优异的钒基氧化物催化剂。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种低温性能优异的钒基氧化物催化剂，所述钒基氧化物为钒钛氧化物，通式为V_aTiO_x；

其中，a是V相对于Ti的原子比，取值范围为0.02-0.2；x的取值范围为由通式V_aTiO_x中的V和Ti的价数所决定并与其一致的数。

在上述的一种低温性能优异的钒基氧化物催化剂中，a的取值为0.1。

在上述的一种低温性能优异的钒基氧化物催化剂中，所述钒基氧化物催化剂采用共沉淀法制备得到。

在上述的一种低温性能优异的钒基氧化物催化剂中，所述共沉淀法的具体过程为：配制V源和Ti源的混合溶液，向溶液中加入缓释沉淀剂沉淀后分离出沉淀物，沉淀物经干燥和焙烧后得到所述钒钛氧化物催化剂。

在上述的一种低温性能优异的钒基氧化物催化剂中，所述V源和Ti源的混合溶液中V：Ti摩尔比为0.02-0.2：1。