[发明专利]低温SCR脱硝催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温SCR脱硝催化剂的制备方法，该种脱硝催化剂在烟气温度150-250℃之间仍然具有良好的氮氧化物去除率和抗水抗硫性能，属于催化技术领域。

背景技术

随着“十二五”期间国家对氮氧化物排放的控制越来越严格，单纯的低氮燃烧技术已无法满足现行排放标准的要求，选择性催化还原（SCR）技术因其高效可靠的脱硝性能已开始在国内燃煤电厂应用。SCR的主要原理是以NH₃为还原剂，在脱硝催化剂的作用下，选择性地将NO_x还原成N₂。

目前应用最广泛的是钒钨钛催化剂，由于其催化剂活性温度较高，范围在300~430℃左右，因而在火电厂应用采用高含尘布置方式，即布置在锅炉省煤器之后、空预器之前。在这个位置上虽然催化剂有较高的活性和抗硫抗水性能，但所处的烟气环境条件比较恶劣，如粉尘浓度较高、重金属浓度较高等，使得催化剂处于易磨损、易堵塞、易中毒的条件下，使得催化剂需要频繁的日常维护（如吹灰清洁），并大大缩短了使用寿命，增大了运行成本。如果将催化剂的工作环境向烟气下游推移至除尘器之后、脱硫装置之前，采用低含尘布置方式。这时烟气中的粉尘、重金属及其中所包含的容易使催化剂中毒的物质大部分被除尘器去除，减少了催化剂磨损、堵塞以及中毒失活的危险，增加催化剂的使用寿命，减少催化剂的更换周期，降低脱硝系统的运行成本，但在低含尘布置方式下，烟气温度下降了很多，在150-200℃之间，这对催化剂的低温活性提出了挑战。

另外，我国的工业窑炉（玻璃窑炉，水泥窑炉等）排放的氮氧化物也占到国内氮氧化物排放总量的很大一部分，是仅次于火电厂的第二排放源，而工业窑炉的烟气温度相对较低，大多在150-250℃之间，目前还没有适用于工业窑炉的烟气脱硝催化剂。

因此，研究开发适用于火电厂除尘器之后以及工业窑炉的低温烟气脱硝催化剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种低温SCR脱硝催化剂的制备方法，该种催化剂在烟气温度150-250℃之间仍然具有良好的氮氧化物去除率和抗水抗硫性能。为实现SCR脱硝技术在火电厂除尘器之后以及工业窑炉等烟气温度在150-250℃之间的领域的应用提供相应的脱硝催化剂。

按照本发明提供的技术方案，一种低温SCR脱硝催化剂的制备方法，按重量份计制备步骤如下：

（1）偏钒酸铵溶液的制备：称取偏钒酸铵1-20份，在70-90℃将称取的偏钒酸铵搅拌溶解于0.4-10份乙醇胺的水溶液中，乙醇胺的水溶液浓度为0.1-5g/mL；

（2）金属盐类溶液的制备：取过渡金属盐类0~20份溶解于0-150份的水中；

（3）混合：称取钛钨粉70~95份，在其中加入步骤（2）得到的金属盐类溶液，加热到70-90℃，保持恒温同时搅拌均匀至水蒸干，得到固体，再在其中加入步骤（1）得到的偏钒酸铵溶液，加热到70-90℃，保持恒温同时搅拌均匀至水蒸干，得到固体；

（4）干燥：将步骤（3）中最终得到的固体在50~70℃条件下干燥5~10小时，然后在100~120℃的温度条件下干燥4~8小时；

（5）煅烧：取步骤（4）干燥后得到的材料在350~550℃条件下煅烧4~8小时，得到产品低温SCR脱硝催化剂。

所述产品低温SCR脱硝催化剂中，按重量份计：TiO₂占70-85份，WO₃占3-10份，V₂O₅占1-15份，过渡金属氧化物重量占0~10份。

所述过渡金属盐类为Fe、Mn、Co、Ce、Sn和Cu的硝酸盐或醋酸盐中的一种或几种的混合物。

所述钛钨粉中含钨5%~8%。

本发明具有如下优点：本发明制备的催化剂低温活性好，能够在150-250℃之间保持良好的氮氧化物脱除率和抗水抗硫性能。且由于该催化剂在150-250℃之间的高活性和抗毒性，可将该种催化剂应用于火电厂除尘器之后以及工业窑炉等烟气温度在150-250℃之间的领域，实现脱硝催化剂技术和应用的突破。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。以下实施例中偏钒酸铵购自大连银河金属材料有限公司；乙醇胺购自淄博莱沃化工有限公司；钛钨粉购自四川华铁钒钛科技股份有限公司；金属盐类购自国药集团化学试剂有限公司。

实施例1  低温SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下工艺步骤：