[发明专利]一种新型低温抗ABS中毒的NH3-SCR催化剂的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种新型低温抗ABS中毒的NH₃‑SCR催化剂的制备方法与应用，该催化剂以A‑Fe₂O₃为活性组分，以B‑MoO₃为助剂，以TiO₂‑C为载体，其中A元素为钛、镁、锰和镍等金属元素中的一种或多种，Fe₂O₃为α‑Fe₂O₃或γ‑Fe₂O₃等Fe氧化物中的一种或多种；B元素为铌、钒、钨和锑等金属元素中的一种或多种，MoO₃为α‑MoO₃或h‑MoO₃等Mo氧化物中的一种或多种，C代表对TiO₂进行硫化等修饰处理。本发明制备得到了具有良好低温抗ABS中毒的脱硝催化剂，有效弥补了传统SCR催化剂在低温下因ABS沉积而易失活的缺陷，提高了催化剂的低温稳定性，降低了用于催化剂再生的能耗和成本。在温度范围为200～300℃，空速达到3,000～100,000h‑1且含有0～2700mg/m³的SO₂和0～10％水蒸气的烟气条件下，该催化剂脱硝效率可稳定在80％以上，且N2选择性可达95％以上，适用于焦化厂等工业源烟气的氮氧化物排放控制。

技术领域：

本发明属于大气污染控制技术领域，涉及工业烟气中氮氧化物的处理，具体涉及一种新型低温抗ABS中毒的NH₃-SCR催化剂的制备方法和应用。

背景技术

氮氧化物(NOx)是主要大气污染物之一，会引起酸雨和光化学烟雾等环境问题，同时也是PM2.5的重要前体物。随着国家对燃煤电厂和移动源NOx排放控制标准的提高，近年来火电和移动源NOx的排放量有所控制，但工业源(如钢铁、焦化、水泥、玻璃和陶瓷等行业)的NOx排放量较大并且没有得到有效的控制，导致全国的NOx排放总量仍然居高不下，进而造成严重的灰霾和酸雨天气，对环境与人类健康造成巨大的危害。为了减少灰霾天气和改善区域性大气质量，从源头控制NOx的排放势在必行。

现有的氮氧化物排放控制技术中，NH₃选择性催化还原NOx(Selective CatalyticReduction of NOx with NH₃，NH₃-SCR)生成环境友好的N₂和H₂O是一种非常有效的脱硝技术，并获得了广泛的应用。从原理上来讲，可用燃煤电厂脱硝催化剂(V₂O₅-WO₃/TiO₂或V₂O₅-MoO₃/TiO₂)通过NH₃-SCR技术来控制工业源NOx的排放，但是实际工业烟气一般含有SOx并且排放温度低(一般温度T＜300℃)，导致传统SCR催化剂快速失活。主要原因是因为烟气中的SO₃或由SO₂经催化氧化生成的SO₃与NH₃和H₂O反应生成硫酸氢铵(Ammonium Bisulfate，ABS)，而工业烟气温度一般低于ABS露点(Dew Point Temperature，T_Dew≈320℃)，因此在工业烟气条件下生成的ABS为粘性很强的液体，容易覆盖在催化剂表面导致其失活。目前工业烟气脱硝常用的抗ABS中毒的方法就是利用额外能源将催化剂温度加热到ABS的T_Dew以上，然而这种方法能耗相当高。因此，研发抗ABS中毒的低温NH₃-SCR脱硝技术在环境和能源领域都具有重大的科学意义和实用价值，但是面临着巨大挑战。