[发明专利]一种低温SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，属于低温SCR脱硝技术领域。本发明以FCC废催化剂和改性生物炭为支撑载体，过渡金属氧化物为活性组分，其中：组分过渡金属元素的负载量为载体重量的5％～20％，采用浸渍法将活性组分负载在载体上，后经过干燥处理，最后在氮气氛围中焙烧，即得到本发明的低温SCR脱硝催化剂。本发明解决了钒钛催化剂低温脱硝活性低，成本较高的问题，实现了FCC废催化剂的资源化综合利用，减少了工业固体废弃物对环境的破坏，制备的SCR催化剂在低温条件下具有优异的脱硝性能，对工业烟气的低温脱硝有较好的应用前景和市场。

技术领域

本发明属于大气污染治理技术、固废资源回收利用和低温SCR催化剂制备技术领域，具体涉及一种低温SCR脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

NOx是一种主要的大气污染物，同时也是大气污染物治理的重点与难点，近年来其排放量一直高居不下。大量排放的NOx导致雾霾、酸雨和光化学烟雾等自然灾害频发，对人们的日常生活和生命安全造成了严重影响，因此加强对NOx的治理已经势在必行。选择性催化还原技术(SCR)由于技术成熟、脱硝效率高和经济性好等优点应用最广泛，而该技术的核心在于SCR催化剂，催化剂性能优劣是决定整个SCR系统脱硝效果和经济性的关键，因此开发高效经济的SCR催化剂是当下主要研究方向。目前商用钒钛系催化剂，由于具有脱硝效率高和抗SO₂效果好等优点而得到广泛应用，但是其并不适用于烟气温度较低的环境，而且制备成本相对较高、钒也易流失造成二次污染。因此，开发出一种性能稳定、活性温度窗口较宽、环境友好、制备成本低的催化剂尤为重要。

FCC废催化剂是石油工业使用后产生的固体废弃物，目前我国每年的FCC废催化剂产量已经超过10万吨，而大部分化工企业对FCC废催化剂处置都是采取填埋的方式，这不仅对生态环境造成严重威胁而且还制约了FCC废催化剂的资源化利用。FCC废催化剂的主要成分为Al₂O₃和SiO₂，还有一定量的无机氧化物和稀土氧化物，如CaO、Fe₂O₃、MgO、CeO₂、La₂O₃和V₂O₅，且其本身具有分子筛结构，作为脱硝催化剂原料具有极好的优势。

经检索，中国专利公开号为CN110357464A，公开日为2019年10月22日，名称为一种废FCC催化剂资源化利用的方法，其技术方案是：将20～40wt％的废FCC催化剂、30～50wt％的活性原料和20～40wt％的固体碱激发剂混合，搅拌，得到类地聚合物粉体。按所述类地聚合物粉体：水的质量比为1：0.3～0.5，将水加入所述类地聚合物粉体中，搅拌，得到类地聚合物凝胶。将所述类地聚合物凝胶加入模具中，振动，在养护箱内养护，脱模，室温继续养护3～7天，得到类地聚合物材料。又如公开号为CN108993531A，公开日为2018年12月14日，该发明公开了一种废FCC催化剂资源化利用的方法，其技术方案是：以50～70wt％的废FCC催化剂、25～45wt％的黏土和2～5wt％的TiO₂为催化剂原料，混合，烘干，研磨；置入圆盘造粒机，边转动边喷洒占催化剂原料10～15wt％的过渡金属盐水溶液，转动圆盘造粒机至形成粒径为3～5mm的球状催化剂颗粒；烘干，于1080～1200℃条件下烧结15～30min，制得臭氧催化剂。按照臭氧催化剂的填充体积为氧化塔或反应池有效容积的45～60％，将臭氧催化剂填充于催化氧化塔或反应池，臭氧投加量为50～75mg/L，反应15～30min，深度处理后的难降解工业废水COD达标排放。以上对FCC的处理方法均为将FCC作为活性组分的载体，其不足之处在于，使用的载体比表面积和孔隙率较小，限制了活性物种的分散性和活性中心的暴露。