[发明专利]一种中低温SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种中低温SCR脱硝催化剂及其制备方法。该催化剂以钒(V)为主要的活性组分，钒氧化物含量占催化剂总质量的1～5wt.％；以锑(Sb)、钨(W)和铈(Ce)为助剂，锑氧化物占催化剂总质量的2～4wt.％，钨氧化物占催化剂总质量的2～5wt.％，铈氧化物占催化剂总质量的1～2wt.％；以锐钛型二氧化钛(TiO₂)为载体。通过浸渍的方法制备得到催化剂前驱粉体，经旋转抽真空、煅烧、冷却、磨粉、压片、破碎和筛分后，得到颗粒状中低温SCR催化剂。实验结果表明，本发明制得的颗粒状催化剂在180～300℃的中低温区间具有优异脱硝活性及抗水抗硫中毒特性。

技术领域

本发明涉及一种新型中低温脱硝催化剂的配方及其制备方法，属于工业脱硝技术领域。

背景技术

煤炭依旧在我国的能源结构中占据较大的比例，燃烧为其主要的利用形式。无论是典型的燃煤电厂还是小型的工业燃煤锅炉，燃烧尾气中都不可避免的存在不同浓度的氮氧化物(NO_x)。氮氧化物为造成大气污染的主要污染源之一，可以导致酸雨、光化学烟雾、雾霾等诸多的环境问题，同时，其还有可能直接危害人体健康，引起呼吸系统、神经系统的病变等。对固定源氮氧化物的脱除，以氨为还原剂的选择性催化还原技术是目前世界上应用最为广泛技术最为成熟的主流烟气脱硝技术。

目前商业应用最为成熟的脱硝催化剂为V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂，其以V₂O₅作为主要的活性组分，WO₃作为助催化剂，以锐钛型TiO₂为载体，钒氧化物的含量在1wt.％左右，应用的温度窗口多在300～420℃之间，较高的应用温度使得其反应器通常布置于除尘器之前。

对于一些工业锅炉，例如玻璃窑炉，水泥窑炉其排烟温度低，烟气含尘量高，同时烟尘中含有大量的毒物，容易引起SCR催化剂的堵塞中毒。对于掺烧生物质的燃煤锅炉以及垃圾焚烧炉，SCR催化剂在常规布置情况下同样存在较为严重的中毒失活现象。因此，非常需要中低温下具有优异脱硝活性的新型催化剂以缓解不同工业环境下氮氧化物脱除的问题。

值得注意的是，2006年左右，Phil等测试了不同锑氧化物负载量改性V₂O₅/TiO₂的催化剂样品后发现，2wt.％Sb是最佳的负载量，并且对比发现2Sb-V₂O₅/TiO₂在230℃下的抗硫能力大于10W-V₂O₅/TiO₂样品。

另外，铈作为最廉价的稀土，一方面具备一定的脱硝活性，另一方面亦可以作为良好的脱硝催化剂助剂。

发明内容

技术问题：本发明旨在提供一种能够满足实际工业应用条件的中低温SCR脱硝催化剂及其制备方法。

技术方案：本发明的一种中低温SCR脱硝催化剂，包括活性组分、助剂和载体，该催化剂以钒V为主要的活性组分，钒氧化物含量占催化剂总质量的1～5wt.％；以锑Sb、钨W和铈Ce为助剂，其中，锑氧化物占催化剂总质量的2～4wt.％，钨氧化物占催化剂总质量的2～5wt.％，铈氧化物占催化剂总质量的1～2wt.％；以锐钛型二氧化钛TiO₂为载体，占催化剂总质量的84～94wt.％。

其中：所述活性组分，其前驱体为偏钒酸铵；所述助剂，其前驱体分别为醋酸锑、钨酸铵和硝酸铈。

本发明的中低温SCR脱硝催化剂的制备方法具体包括如下步骤：