[发明专利]新型二氧化钛掺杂改性层柱状黏土脱硝催化剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种新型二氧化钛掺杂改性层柱状黏土脱硝催化剂，脱硝催化剂包括催化剂主体结构，催化剂主体结构包括催化剂载体和催化活性物质，催化剂载体成分包括钛白粉，催化剂载体成分还包括Ti、Zr和Al改性层柱黏土中至少一种，其中Ti、Zr和Al作为层柱黏土的柱撑剂，催化活性物质包括V、Ce、Mn、Ho、La和Pr的氧化物中至少一种。本发明还公开了其简单便捷的制备方法。本发明提供的新型二氧化钛掺杂改性层柱状黏土脱硝催化剂，不仅可以有效去除烟气中的NO_X，还能有效抵抗烟气中SO₂和H₂O对催化剂的中毒行为，延长催化剂使用寿命，减少催化剂的更换次数，降低企业成本。

技术领域

本发明属于脱硝催化剂技术领域，尤其涉及一种新型二氧化钛掺杂改性层柱状黏土脱硝催化剂及制备方法。

背景技术

氮氧化物（NO_X）是人类活动释放的主要污染物。它的排放会导致酸雨和雾霾的形成。目前，NO_X主要来自固定来源（例如火力发电厂和工业窑炉）排放的烟道气，其主要由化石燃料燃烧驱动，其次来自汽车尾气（移动源），而水泥行业成为既火电行业和汽车尾气之后的第三大NO_X排放源。目前，降低烟气中NO_X的最有效技术是使用NH₃作为还原剂的选择性催化还原（SCR）技术来还原NO_X。

随着我国NO_X排放标准的日益严格，SCR脱硝技术已在我国获得较大的发展。在SCR技术的应用过程中，催化剂的制备生产是其中最重要的组成部分，其催化性能直接影响到SCR系统的整体脱硝效果。传统的商用脱硝催化剂一般是V₂O₅-WO₃(MoO₃)-TiO₂催化剂，但其适应的温度段为300-400℃，温度窗口较窄，而且TiO₂用量较多，成本昂贵。

层柱粘土（Pillared Interlayer Clays，PILC）作为一类新型多孔材料，是近年来国际上正在大力研究开发的一种新型催化材料，具备非常优异的催化性能。我国拥有丰富的膨润土资源，约占世界总储量的60%，它是制备层柱粘土的主要原材料，成本低廉。而且，层柱黏土的催化剂在氨法还原SCR中具有很好的抗H₂O和SO₂性能。若能用层柱粘土代替或部分代替TiO₂作载体制备脱硝催化剂将很大程度上降低生产成本，为企业带更大的利润，提高市场竞争力。

本发明的目的是提供一种高效、宽温、廉价的烟气脱硝催化剂，是在载体TiO₂钛白粉的基础上，用层柱黏土部分替代钛白粉，采用不同的活性组分，考察其在宽温度段的烟气脱硝性能，为脱硝催化剂行业提供基础，降低成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全有效、使用方便的新型二氧化钛掺杂改性层柱状黏土脱硝催化剂，并提供其简单、便捷、实用的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种新型二氧化钛掺杂改性层柱状黏土脱硝催化剂，脱硝催化剂包括催化剂主体结构，催化剂主体结构包括催化剂载体和催化活性物质，催化剂载体成分包括钛白粉，催化剂载体成分还包括Ti、Zr和Al改性层柱黏土中至少一种，其中Ti、Zr和Al作为层柱黏土的柱撑剂，催化活性物质包括V、Ce、Mn、Ho、La和Pr的氧化物中至少一种。

进一步地，所述改性层柱黏土的原材料组分为膨润土、蒙脱石、胶岭石、累托土、斑脱土、贝得石和汉克特石中至少一种，改性层柱黏土的原材料粒径为180-220目。