[发明专利]一种用于宽温度窗口的脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于宽温度窗口的脱硝催化剂，以成分的质量总和为100％计，各组分的含量：TiO₂为30～80％；ZrO₂为10～50％；V₂O₅为0.5～1.5％；CeO₂为1～3％；WO₃为3～7％；SiO₂为2～5％。本发明还公开了一种用于宽温度窗口的脱硝催化剂的其制备方法，包括如下十个步骤。本发明的催化剂在250～420℃的脱硝效率可以达到90％以上；且本发明在制备中加入纳米氧化锆作为部分载体，提高了催化剂的抗热性，降低催化剂在运行中的烧结风险。本发明可以在250～300℃仍提供高效率脱硝性能，满足低负荷运行。

技术领域

本发明属于脱硝催化剂制备领域，特别涉及一种用于宽温度窗口的脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO、NO₂和N₂O)是当今环境污染主要污染物之一，这些氮氧化物能够导致光化学烟雾、酸雨、臭氧层损耗、温室效应等一系列问题。在我国，70％的氮氧化物的排放均来自煤炭的燃烧，而火电厂是燃煤大户，因此如何有效控制火电机组的氮氧化物排放是火电行业乃至全国关注的焦点。

随着国家颁布GB13223-2011并实施后，大量的火电锅炉都配有SCR脱硝系统，而脱硝催化剂是其核心部件，然而最为常见的商用SCR脱硝催化剂为钒钨钛型，其活性组分为V₂O₅-WO₃/TiO₂，活性温度窗口只在300～420℃较小范围内，在中温段(250～300℃)时催化活性极差。

对于特定的装置，催化剂的设计温度范围稍有变化，通常按照锅炉正常负荷的省煤器出口烟温设计，当锅炉低负荷运行时，省煤器出口烟气温度会降低至250℃，无法满足脱硝装置的温度要求。目前，火电机组基本参与调峰，这就造成锅炉经常会运行在低负荷段，而锅炉在低负荷阶段，省煤器出口烟气温度偏低，过低的烟气温度不能满足脱硝系统的连续、稳定的投运要求。现有技术已不适应最新的电厂氮氧化物排放化指标的要求，同时长期低负荷时，由于催化剂效率低，导致NH₃逃逸率高，产生硫酸氢铵，导致空预器堵塞。

因此研制新型的满足宽温度限(250-420℃)SCR脱硝催化剂替代现有催化剂是解决锅炉在低负荷脱硝的问题的重点。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种用于宽温度窗口的脱硝催化剂及其制备方法，可以在250～300℃仍提供高效率脱硝性能，满足低负荷运行。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

以载体、活性成分的质量总和为100％计，各组分的含量：TiO₂为35～80％；ZrO₂为10～50％；V₂O₅为0.5～1.5％；CeO₂为1～3％；WO₃为3～7％；SiO₂为2～5％。

一种用于宽温度窗口的脱硝催化剂的其制备方法，包括如下步骤：

(1)将可溶性铈盐溶于水中，记为活性液1；

(2)将偏钒酸铵与单乙醇胺按1：1比例混溶于80℃并水中并保温记为活性液2；

(3)将催化剂的载体锐钛型二氧化钛和四方相二氧化锆以及助催化成分钨盐与部分辅料氨水、耐磨剂等混合按一定的比例混合均匀，调节pH大于9，温度60～70℃，水分58～60％；

(4)将活性液1缓慢添加至述高速搅拌的混合浆料中，再添加部分乳酸、硬脂酸、氨水进行调质，保证浆料pH为7‐7.5，低速搅拌；