[发明专利]一种以乙烷为辅助还原剂的NH3

说明书

本发明公开了一种以乙烷为辅助还原剂的NH₃‑SCR脱硝催化剂及其制备方法，按照一定的摩尔比配制钛酸四丁酯与正硅酸乙酯的混合液，将其在强力搅拌下逐滴加入到去离子水中，搅拌、超声分散之后，将溶胶置于暗处陈化24 h，在水浴锅中80℃下恒温加热蒸发12 h,而后进行干燥和焙烧处理；利用硫酸超声浸渍，用去离子水洗涤，80℃下干燥并于550℃下焙烧2 h，再研磨筛分，得到复合载体TiO₂‑SiO₂，称取复合载体和硝酸铈，加入等体积的去离子水，并均匀搅拌12 h，经干燥、煅烧，制得10 wt%CeO₂/TiO₂‑SiO₂催化剂。

技术领域

本发明属于SCR烟气脱硝技术领域，特别涉及一种以乙烷为辅助还原剂的NH₃-SCR脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一，其排放不仅会造成酸沉降，影响人体健康，还会加剧光化学烟雾和城市灰霾污染。由于NOx的化学性质相对比较稳定，可在大气层中长时间存在和长距离输送，因此加剧区域性大气污染问题，计划明确规定把NOx作为污染总量的控制对象，并且进行超低排放。虽然打赢了蓝天保卫战，大气中的NOx浓度明显下降，但仍需加强NOx治理，为大气污染联防联控贡献力量。

NOx排放来源主要是燃煤烟气，近十几年来，“低氮燃烧技术+选择性催化还原（SCR）脱硝技术”研发和工业化已取得了飞速发展，已实现自行设计、制造和安装调试，已成为我国火电行业氮氧化物控制的首选和主流技术。低氮氧化物燃烧技术是改进燃烧设备或控制燃烧条件，以降低燃烧尾气中NOx浓度的各项技术。影响燃烧过程中NOx生成的主要因素是燃烧温度、烟气停留时间、烟气中O₂、NHi、CHi、CO、C和H₂浓度以及混合程度等，因此凡通过改变上述燃烧条件以抑制NOx的生成的技术，均为低氮燃烧技术。

SCR是目前最成熟的烟气脱硝技术，它是一种炉后脱硝方法，其原理是利用还原剂在催化剂作用下选择性地将NOx还原成氮气和水。SCR脱硝的还原剂包括氨水、尿素、CO以及烃类等物质，其中，氨水和尿素作为还原剂的技术成熟且应用最为广泛，国内大型燃煤锅炉烟气SCR脱硝系统均采用氨水或尿素作还原剂，其缺点是对反应温度较高，不适合低温烟气脱硝。由于烃类气体具有良好的低温活性和较低的成本，因此受到广泛的关注。

发明内容

乙烷具有较宽的活性温度区间，若在NH₃-SCR的基础上，引入乙烷作为辅助还原剂，则有望提高催化剂在低温下的活性。同时，在工程实施方面，仅需对原有SCR脱硝设备中的还原剂储存和供应系统进行改造，成本较低，经济上具有可行性。针对现有技术的不足，本发明提供了一种以乙烷为辅助还原剂的NH₃-SCR脱硝催化剂及其制备方法，以实现低温下NO_X的高效脱除。

一种以乙烷为辅助还原剂的NH₃-SCR脱硝催化剂，为CeO₂/TiO₂-SiO₂，由10wt%CeO₂和90wt%TiO₂-SiO₂组成。

一种以乙烷为辅助还原剂的NH₃-SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照摩尔比n(Ti):n(Si)=1-4:1称取钛酸四丁酯与正硅酸乙酯，将二者混合搅拌均匀得到混合液；

步骤2，将步骤1得到的混合液，在搅拌条件下，逐滴加入到去离子水中，搅拌1 h得到白色乳浊液，将白色乳浊液进行超声分散，得到白色溶胶A；

步骤3，将白色溶胶A置于暗处陈化24 h后取出，在水浴锅中80 ℃下恒温加热蒸发12 h, 后进行干燥和焙烧，得到复合载体TiO₂-SiO₂的前驱体；