[发明专利]载体界面孔隙集中埋没型SCR催化剂结构体

说明书

本发明涉及一种载体界面孔隙集中埋没型SCR催化剂结构体，具体地，涉及载体界面孔隙集中沉积型或埋没型SCR催化剂结构体，其作为适用于高硫含量废气处理的载体埋没型SCR催化剂，催化剂活性物质集中沉积于载体界面孔隙内，而在载体内壁及例如载体深处的除载体界面外的部分实际上不存在催化剂活性物质。

技术领域

本发明涉及一种载体界面孔隙集中埋没型SCR催化剂结构体。具体讲，就是涉及一种载体界面孔隙集中沉积型或埋没型SCR催化剂结构体，针对可用于高硫含量废气处理的载体埋没型SCR催化剂，催化剂活性物质集中沉积于载体界面孔隙内，而在载体内壁及除载体界面的部分(例如，载体深处)实际上不存在催化剂活性物质。

背景技术

一般来说，工业、多用途锅炉、发动机及炉(furnace)领域都采用可对从系统中排放的氮氧化物进行控制的选择性催化剂还原(SCR：selective catalytic reductio n)系统。SCR系统用于减少从锅炉、发动机与炉的废气中氮氧化物的排放。简言之，在上述系统中，氨(或尿素等还原剂)被喷射到有催化剂的锅炉的废气流中，氨从废弃中还原大量的氮氧化物从而转换为水与氮。利用于SCR系统的脱氮氧化物催化剂成本较高，因此优选能够对废气/氨/催化剂反应的化学计量进行控制。这种脱氮氧化物等催化剂活性物质被耐火无机材料或金属材质的载体支撑。

用于SCR系统的催化剂中的涂覆型催化剂是具有如下结构的催化剂，即将活性物质涂覆于陶瓷或金属材质的蜂窝型形态的载体上的结构。简单讲，可以使用具有从蜂窝型结构的载体流入面或排出面延长的细小并列气体流动通路形态的单块载体(monolithiccarrier)，所述通路是开放的，因此流体可以通过这些通路流动。在这种情况下，从流体流入口到流体排出口的实际上为直线路径的通路中催化剂活性物质涂覆为洗涂层(washcoat)，通过所述通路流动的废气与被涂覆的催化剂物质接触。单块载体的流动通路可以呈梯形、长方形、正方形、正弦曲线形态、六边形、椭圆形、圆形等任意合适的截面形态及大小，采用内壁较薄的通道结构。这种结构体每平方英寸的截面上大约具有10～900个以上的气体流入开口(即，单元)。

本申请人研发出了载体孔隙埋没型SCR催化剂结构体(专利第1,336,597号)。针对由载体及催化剂活性物质构成的高硫含量废气的氮氧化物处理用催化剂结构体，所述孔隙埋没型SCR催化剂的催化剂活性物质只沉积于载体内部孔隙内，实际上在载体内壁上不会存在催化剂活性物质。

发明内容

所要解决的技术问题

但是，申请人意识到随着通过载体通路流动的废气流速，孔隙埋没型SCR催化剂的性能会下降。即，通过通路的废气速度越快，能够通过载体气孔的可能性越低。因此，催化剂活性物质实际上只沉积于载体内部孔隙内的载体孔隙埋没型SCR催化剂结构体的效率会减半。另外，昂贵的催化剂活性物质会沉积到不与废气接触的载体内部深处，由此会导致材料成本升高。

解决技术问题的方法

本发明就是为解决用于处理高硫含量废气的现有载体孔隙埋没型SCR催化剂结构体存在的问题而研发的，本发明涉及一种载体界面孔隙集中沉积型或埋没型S CR催化剂结构体，该结构体中催化剂活性物质只集中沉积于载体界面孔隙内，而在载体内壁及除载体界面以外实际上不存在催化剂活性物质。非限制性地，对于依据本发明的载体界面孔隙集中沉积型或埋没型SCR催化剂结构体来说，载体呈蜂窝型结构并具有20％～80％多孔性，可以由堇青石、碳化硅、堇青石-a-氧化铝、氮化硅、锆莫来石、锂辉石、氧化铝-二氧化硅-氧化镁、硅酸锆、硅线石、硅酸镁、锆石、透锂长石、a-氧化铝、硅酸铝等构成。优选地，由堇青石构成。对于依据本发明的载体界面孔隙集中沉积型SCR催化剂结构体来说，沉积于载体内部的催化剂活性物质可以是：将钨氧化物(WO₃)或钼氧化物(MoO₃)与钒氧化物(V₂O₅)一起添加到钛氧化物(TiO₂)中形成的钒系列；沸石系列；或基本金属(base metal)氧化物，但并非仅限定于此。