[发明专利]氧化钛负载钒钼复合氧化物高效脱硝整体型催化剂

说明书

技术领域

本发明为一种氧化钛负载钒钼复合氧化物高效脱硝整体型催化剂及其制备方法，涉及催化、环保和节能领域中催化选择性还原氮氧化物(NOx)的控制技术。其特征以蜂窝堇青石陶瓷材料为基体，以γ-Al₂O₃为第一载体，以Anatase晶型TiO₂为第二载体，以活性组分包括V₂O₅-MoO₃复合氧化物为活性组分。其中γ-Al₂O₃和TiO₂的含量分别为5～15wt％和5～10wt％，V₂O₅-MoO₃为1～10wt％，V/Mo的摩尔比在0～0.20之间。本发明的整体型催化剂在80～450℃的宽温度窗口，用NH₃作还原剂对NO_x的转换率不小于85％，对N₂的选择性大于90％。 

本发明还涉及上述催化剂的制备方法。 

本发明还涉及上述催化剂应用于固定源或移动源脱硝。 

背景技术

随着我国能源消费量不断增长，与之对应的氮氧化物(NO_x)排放量也迅速增加。NO_x不仅对人体健康产生危害，而且是臭氧(O₃)、细粒子和酸沉降等二次污染的重要前体物。根据NOx的来源可以分为和移动源，其中是大气环境污染物NOx的重要排放源，大约占40％NOx排放量，移动源也占有相当大的比例。NOx排放控制技术可分为低NO_x燃烧技术和烟(尾)气脱硝技术两大类。低氮燃烧技术是一种从源头控制NO_x排放的技术。通常情况下，采用各种低氮燃烧技术最多能降低50％NOx排放量。所以需要采用高效烟(尾)气脱硝技术来进一步减少NO_x，其中NH₃选择性催化还原NO_x技术(Selective Catalytic Reductionof NOx by ammonia，NH₃-SCR)是目前国际上应用最为广泛的烟(尾)气脱硝技术。 

烟气脱硝技术可以分为干法和湿法两种技术。湿法是利用溶液直接吸收NO_X，该法装置庞大，运行成本高，并且产生废水。干法包括直接吸收、催化降解和催化还原等方法。在干法中应用最广的是NH₃的选择性催化还原(SCR)，利用还原剂NH₃将NO_x还原为无害的N₂和H₂O。SCR技术的核心是高活性和稳定性的催化剂，贵金属、金属氧化物、分子筛等都被证明是有效的SCR催化剂，在所有这些催化剂中，以V₂O₅为主要活性组分的钒基催化剂活性最好。 

在烟(尾)气脱硝技术方面，发达国家处于国际领先的地位。对于NH₃-SCR技术的专利，多为日本、美国、欧洲等发达国家和地区所申请，中国申请的专利少于20项，涉及技术核心-实用型催化剂则更少。如国华太仓发电厂烟(尾)气脱硝工程，所使用的是日本日立造船株式会社的SCR催化技术，中国国内只是完成一些改造诸如反应器设计、氨/空气喷雾系统设计与控制等系统设计等方面的非发明技术。 

本发明为一种氧化钛负载钒钼复合氧化物高效脱硝整体型催化剂及其制备方法，涉及催化、环保和节能领域中催化选择性还原氮氧化物(NOx)的控制技术。其特征以蜂窝堇青石陶瓷材料为基体，以γ-Al₂O₃为第一载体，以Anatase晶型TiO₂为第二载体，以活性组分包括V₂O₅-MoO₃复合氧化物为活性组分。其中γ-Al₂O₃和TiO₂的含量分别为5～15wt％和5～10wt％，V₂O₅-MoO₃为1～10wt％，V/Mo的摩尔比在0～0.20之间。本发明的整体型催化剂在80～450℃的宽温度窗口，用NH₃作还原剂对NO_x的转换率不小于85％，对N₂的选择性大于90％，具有巨大的经济价值。 

发明内容