[发明专利]一种蜂窝状高温550℃的SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

一种蜂窝状高温550℃的SCR脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂按重量份计：二氧化钛、纳米ZrO₂、堇青石、金属硅、偏钨酸铵、稀土元素、木浆棉、加入有机润滑剂、羟丙基甲基纤维素、玻璃纤维。本发明避免了行业内为了适用催化剂而采取降温或升温的工艺，缩减了工艺流程，极大的降低了运行成本。本发明特别适用于燃气轮机、柴油机等高温尾气脱硝装置中，可适用于450～550℃烟气，具有良好的化学活性和稳定性，高温条件下脱硝性能大大优于传统SCR脱硝催化剂。蜂窝状高温550℃的SCR脱硝催化剂还具有使用寿命长等优点。可用于烧结球团、及化工石化行业等高温尾气脱硝装置中对NO_X的进行脱除，应用范围广泛，环保意义重大。

技术领域

本发明涉及一种蜂窝状高温550℃的SCR脱硝催化剂及其制备方法，本发明具良好的换热性能、脱硝活性和较宽的温度窗口。

背景技术

大气中的氮氧化物（NO_X）是一种常见大气污染物，它不仅能引起酸雨、光化学烟雾、地表水富营养化等破坏生态环境的一系列问题，同时也会危及人类健康。因此，目前作为大气环境保护中的重点。

NO_X作为燃气轮机排放的主要污染物之一，燃气轮机在启动和停止阶段燃烧产生大量的NO_X，烟气中含量高达2000mg/Nm3以上，并且NO2的存在导致烟羽呈红棕色或黄色，造成环境污染事件，目前火电站烟气后处理方法主要有两种：选择性非催化还原（selectivenon-catalyticreduction，SNCR）与选择性催化还原（selectivecatalyticreduction，SCR）。SNCR的工作温度区间约为800至1200℃，而SCR的工作区间一般在300至400℃。燃气轮机出口烟气温度约为500至600℃，低于SNCR的工作温度区间，高于火电厂常规催化剂的使用温度范围，因而燃气轮机一般采用特殊的催化剂。

目前国内商业化的高温450℃以上的脱硝催化剂的使用为空白，传统的V₂O₅/MoO₃(WO₃)/TiO₂催化剂以钒基为主活性组分，相关专利针对尾气脱硝处理技术的活性温度窗口较窄（300～410℃），高温活性差，热稳定性能差，且在高温条件下催化剂易烧结，高温下化学活性失效。以改性ZSM-5分子筛为主催化剂、以CeO₂-ZrO₂固溶体为助催化剂，制得催化剂虽然具有高温活性，但ZSM-5分子筛型催化剂高温结构稳定性能差，烟气中的水蒸气量可能使分子筛脱铝，导致分子筛的坍塌。以过渡金属离子铁、锰、铜等为活性组分制备的脱硝催化剂存在硫中毒的情况比较严重，制备工艺较复杂等缺点。

发明内容

本发明提供一种蜂窝状高温550℃的SCR脱硝催化剂及其制备方法，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明方案采用的技术方案是：一种蜂窝状高温550℃的SCR脱硝催化剂，该催化剂按重量份计：二氧化钛6～30份、纳米ZrO₂3～15份、堇青石1～5份、金属硅0～5份、偏钨酸铵5～30份、稀土元素1～10份、木浆棉1～5份、加入有机润滑剂0.5～5份、羟丙基甲基纤维素0.5～2份、玻璃纤维1～5份。

一种蜂窝状高温550℃的SCR脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1）混料，首先将TiO₂与纳米ZrO₂和金属硅混合料搅拌均匀，然后加入20%～40%左右的去离子水，充分搅拌均匀；

2）同时加入0.2～1份硬脂酸，2～5份的乳酸、0～0.5份γ-氧化铝搅拌均匀后进行搅拌升温，温度控制在90～100℃，抽湿，将水分降低至20～30%之间；