[发明专利]一种硝酸尾气脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱硝催化剂及其制备方法，更具体的是一种适用于硝酸尾气中NOx脱除的脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

我国是硝酸生产大国，2008年硝酸总产量达到777.7万吨，居世界第一位。按行业划分习惯，这里所说的硝酸工业是指的广义硝酸工业，包括浓硝酸、稀硝酸、硝酸盐等。目前硝酸行业正处于超常高速发展状态，正向硝酸生产强国迈进。2011年以前，我国没有专门的硝酸行业污染物排放标准。硝酸工业废气排放执行《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)，GB16297-1996规定现有硝酸生产装置氮氧化物排放限值1700mg/m³，新硝酸生产装置排放限值1400mg/m³。2011年3月1日，硝酸工业污染物排放标准(GB26131-2010)正式实施，该标准要求现有企业自2011年3月1日起至2013年3月31日大气氮氧化物污染排放浓度限值≤500mg/m³，自2013年4月1日起大气氮氧化物污染排放浓度限值≤300mg/m³；新建企业自2011年3月1日起大气氮氧化物污染排放浓度限值≤300mg/m³；执行大气污染物特别排放限值的地域，大气氮氧化物污染排放浓度限值≤200mg/m³。国家强制将硝酸生产装置氮氧化物排放限值由1700mg/m³大幅降低至≤500mg/m³、甚至≤200mg/m³，其减排决心巨大，硝酸行业的减排任务十分艰巨。

目前国内脱硝研究主要集中于烟气脱硝领域，通常采用以氨为还原剂的选择性催化还原(SCR)工艺，所应用的主要是V₂O₅/TiO₂系列，该催化剂具有很高的催化活性，但在国内应用中存在以下不足：一是反应温度较高，操作温度必须≥350℃；二是该催化剂普遍采用涂敷法制备，活性组分易脱落，耐水耐酸性能差；三是以高纯氧化钛为载体，国内不能生产，且成型工艺复杂，价格昂贵；四是该催化剂的核心技术被国外垄断，在国内推广应用需要支付较高的技术使用费。而硝酸尾气排气温度普遍较低(＜100℃)，氮氧化物含量较高，相对湿度较大且含有酸雾，因此传统的烟气脱硝催化剂不适用于硝酸尾气的NOx脱除，需要开发专用的硝酸尾气脱硝催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于硝酸尾气中NOx脱除的专用脱硝催化剂及其制备方法，可满足工业硝酸尾气NOx的脱除要求。

实现本发明目的的技术方案：

一种硝酸尾气脱硝催化剂，其特征在于：该催化剂以活性氧化铝为载体，氧化铜为活性组分，2种MOx(金属氧化物Fe₂O₃、MgO、Cr₂O₃、TiO₂、NiO、ZrO₂、V₂O₅、MoO₃、ZnO、CeO₂，、MnO₂或WO₃，x为1、2、3或5)为助剂，M为铁、铬、镍、钒、锰、锌、镁、钛、锆、钼、钨或铈，催化剂质量百分比组成为：氧化铜1％～10％，两种MOx的总量为1％～25％，余量为氧化铝载体。

催化剂的制备步骤依次如下：

按照催化剂的质量百分比组成，

1)、将所述的助剂金属的盐配成溶液；

2)、将步骤1)所得的溶液加入载体中，充分拌匀得浸渍了助剂的载体；

3)、将步骤2)所得浸渍了助剂的载体烘干，在250～600℃焙烧2小时得含助剂的载体；

4)、向步骤3)所得含助剂的载体加入含铜的溶液中，充分拌匀得浸渍了活性组分的催化剂；

5)、将步骤4)所得浸渍了活性组分的催化剂于120～250℃干燥2～10小时，自然冷却至室温即得硝酸尾气脱硝催化剂；

本发明的催化剂使用前无需活化，催化剂使用条件为：常压，反应温度120～250℃，空速5000～20000h^-1，进口NO含量500～2000ppm，O₂含量1.0％～5.5％，氨氮比1.0～1.2，平衡气为N₂。反应式如下：