[发明专利]一种低温铈基抗硫耐水脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低温铈基抗硫耐水脱硝催化剂及其制备方法，该脱硝催化剂包括载体、活性组分前体物和助剂，按质量比，载体：活性组分前体物：助剂＝50～100：60～120：1～2；活性组分前体物为组分A、组分B和氧化铈，按质量比，组分A：氧化铈：组分B＝1～5：1～3：2～5；组分A和组分B分别选取醋酸锰，醋酸锆，硝酸铁，硝酸镍，硝酸铬中的一种；活性组分前体物中的氧化铈经过硫酸化处理。将上述原料的混合料进行挤条成型，之后烘干、焙烧，得到铈基抗硫耐水脱硝催化剂。本发明的脱硝催化剂在抗硫耐水方面性能得到显著提升，避免由于烟气温度低需要对烟气升温的问题，节约大量资源及成本，制备工艺相对简单，易于实现规模化量产。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，特别是涉及一种低温铈基抗硫耐水脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

水泥生产过程中产生大量热力型NO_x和燃烧型NO_x，直接排放到大气环境中会对人类和环境造成不利影响，因此窑尾烟气需要脱硝处理后再进行排放。目前，国内水泥工业SCR反应器的布置主要有高温高尘布置、高温中尘布置、中温中尘布置、低温低尘布置四种布置方式。高温高尘布置、高温中尘布置、中温中尘布置三种过程中由于尘含量较高，对催化剂可造成不可逆的物理损伤，中高温过程中主要使用的是钒系催化剂，该系催化剂虽有着较好的活性与稳定性，但在生产过程和后续处理过程中均有毒性存在。水泥工业现有的低温低尘布置通常将SCR反应器置于袋式除尘器后，袋式除尘器出口烟气温度低于150℃，而钒钛基催化剂适用温度超过150℃，若利用钒钛基催化剂，烟气进入脱硝装置前需要将烟气再加热，增加了能耗与设备投资。

现有的稀土铈基和锰锆复合氧化物脱硝催化剂在低温下具有较好的脱硝效果，但抗硫耐水性能较差。因此，亟需发明一种可适用于低温的铈基催化剂来提高抗硫耐水性能的方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种低温铈基抗硫耐水脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂在低温具有良好的脱硝活性及抗硫耐水性能，同时制备方法简单，可重复性强，易于实现规模化量产。

本发明是这样实现的，一种低温铈基抗硫耐水脱硝催化剂，包括载体、活性组分前体物和助剂，按照质量比，载体：活性组分前体物：助剂＝50～100：60～120：1～2。

在上述技术方案中，优选的，所述载体为二氧化钛。

在上述技术方案中，优选的，所述活性组分前体物为组分A、组分B和氧化铈，按照质量比，组分A：氧化铈：组分B＝1～5：1～3：2～5；其中，组分A和组分B分别选取醋酸锰，醋酸锆，硝酸铁，硝酸镍，硝酸铬中的一种。

在上述技术方案中，优选的，所述活性组分前体物中的氧化铈经过硫酸化处理。

在上述技术方案中，优选的，所述助剂包括粘结剂、增强剂和溶剂。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述粘结剂为PEO，增强剂为纤维素，溶剂为去离子水；按照质量比，纤维素：PEO：去离子水＝3～5：1～4：2～80。

上述低温铈基抗硫耐水脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)按比例称取上述原料二氧化钛、组分A、氧化铈、组分B、PEO、纤维素、去离子水，并将氧化铈进行硫酸化处理，再将二氧化钛、组分A、硫酸化处理的氧化铈、组分B、PEO、纤维素混合搅拌均匀，再加入去离子水，进行混合得到混合料；

(2)将上述混合料进行挤条成型形成坯体，之后烘干、焙烧，得到铈基抗硫耐水脱硝催化剂。

在上述技术方案中，优选的，所述步骤(2)中，烘干温度为60℃～80℃，烘干时间为5～8h，焙烧温度为350℃～500℃，焙烧过程升温速率为5～10℃/min，焙烧时间为5～10h。

在上述技术方案中，优选的，所述氧化铈的制备过程，包括以下步骤：