[发明专利]一种具有抗水抗硫性能的铁铌中低温脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于中低温脱硝催化剂制备技术领域，一种具有抗水抗硫性能的铁铌中低温脱硝催化剂，该催化剂分子通式为Fe_xNb_1‑xTiO₂，该催化剂活性成分为双金属活性组分Fe和Nb，且Nb、Fe的原子比为0.01‑0.1，分子式中Fe和Nb原子数之和是1，按照质量计，活性组分Fe和Nb占1～10份，载体TiO₂占90～99份，其中x为大于0小于1的实数。本发明催化剂活性组分不含V成分，降低了脱硝过程中易于升华和脱落以及失活催化剂的毒性，具有环境友好性。

技术领域

本发明属于中低温脱硝催化剂制备技术领域，具体涉及高效脱硝催化剂领域。

背景技术

电力行业烟气治理作为一个环保龙头行业，技术发展快。相对而言，非电行业是一个比较新型的行业，我国非电行业（钢铁、有色、建材等）产能占世界50%以上，造成目前大气污染排放总量位居各排放源之首，加之非电行业长期执行宽松的环保标准，导致目前非电行业面临的环保压力比电力行业还要严重。电力行业目前已经实行超低排放，下一步减排空间有限，减排重点转变为非电行业。随着非电行业污染物排放标准的提高，现有的技术或科学支撑不足，难以满足各类复杂排放源的深度减排，最终无法满足污染物达标排放要求。由于非电行业烟气特点不同于电厂烟气，对环保技术的要求更高，对于NOx控制不能“照搬”现行的电力行业脱硝工艺。电力行业使用的中高温脱硝技术，其催化剂的工作温度为300℃~400℃，远高于钢铁冶金烧结炉、焦炉烟气、水泥炉窑等非电行业排放温度。因此，结合非电行业烟气特性，开发适应的中低温脱硝催化剂是实现NOx超低排放的关键。

金属氧化物催化剂在SCR技术中应用最为广泛，技术也较为成熟。金属氧化物催化剂性能主要受载体和活性组分的影响。TiO₂是目前研究中最为广泛的载体，其具有较强的抗硫中毒能力，相比于其他氧化物载体，硫酸盐在TiO₂表面的稳定性较弱。研究人员发现对TiO₂进行改性后，其可以进一步提高以TiO₂为载体的SCR催化剂在中低温条件下的脱硝性能。另外，在金属氧化物催化剂活性组分的选择上，由于Fe基催化剂具有较宽的活性温度窗口、优异的中高温活性和N₂选择性，故在SCR研究中备受关注。但是，Fe基催化剂作为一种中高温催化剂，其中低温活性较低。因此，通过合理调控Fe基催化剂表面结构和化学性质，可降低其活性温度窗口，拓宽其应用领域，对于中低温SCR催化剂的开发是一个不错的选择。