[发明专利]一种用于SCR烟气脱硝的整体挤压蜂窝催化剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种大气污染治理催化剂，具体地说是一种用于SCR烟气脱硝的整体挤压蜂窝催化剂及其制备工艺，属于大气污染治理催化剂领域。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭在我国的能源结构中仍占很大比例，以煤炭为主的能源消耗结构是引起我国氮氧化物污染日趋严重的最重要原因。氮氧化物(NOx)污染日益严重，由此而引发的酸雨和光化学烟雾、温室效应等环境问题日益严重。烟气脱硝已成为国家“十二五”亟待解决的重点课题。多年来我国能源消费总量中煤炭占75%以上，预计未来10年中煤炭仍将占能源消费总量的70%左右，在今后相当长的时期内，以煤为主的能源供应与消耗格局不会改变。我国每年NOx排放量高达2200万吨，超过美国成为世界第一大排放国，每年因酸雨造成的损失超过3000亿元。面对严峻的大气环境形式，我国曾对1991年制定的《火电厂污染物排放标准》进行了两次修订，并从2004年开始执行450mg/m³( Vdaf >20%)的NOx排放标准，开始征收0.63元/kg的NOx 排污费。同时，在国家颁布的燃煤电厂污染物排放标准的二次意见征求稿中，对燃煤锅炉NOx的排放有了严格的规定：NOx最高允许排放浓度为100mg/m³。因此，无论从环境还是法律角度，必须大力发展烟气脱硝技术。

在众多的脱硝技术中，选择性催化还原(SCR)法脱硝效率最高，技术也较为成熟。SCR脱硝技术具有脱硝效率高、无副产物、装置简单、便于维护等优点。在SCR系统中，催化剂的地位是举足轻重的，其催化性能直接影响到SCR系统的脱硝效果；催化剂的更换与还原剂的消耗更是SCR系统运行费用的最主要来源。同时，随着人们环保意识的逐渐加深，对催化剂的要求也不断提高：一方面要进一步增加其脱硝效率，如调节催化剂结构，加装均流装置等；另一方面，则要求更严格地控制其环保标准，如降低二氧化硫转化率、汞的排 放量等。

催化剂国产化仍是制约SCR产业化发展的瓶颈。烟气脱硝技术核心催化剂初投资占脱硝系统总投资的40%～60%。日本现在已有300多套SCR装置在运行，美国也在进行SCR技术的研究和推广。该技术已经在工业中得到较大规模应用，但技术却还处于保密中，未向发展中国家透漏。因此，目前催化剂的国产化主要是引进成型生产设备和进口原料进行的“来料加工”式国产化。

国内外关于SCR催化剂的专利1500多项，多数为日、美、欧洲等申请，我国各类体系的SCR技术专利约10多项。我国烟气脱硫技术主要靠引进国外技术，而引进技术存在技术使用费用高、难以掌握核心技术、可升级性差等突出难题，特别是所用催化剂昂贵，未实现国产化，严重制约着我国NOx治理的开展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种用于SCR烟气脱硝的整体挤压蜂窝催化剂，该催化剂的催化活性高，脱硝效率高，使用寿命长、环保不会造成二次污染；本发明同时提供了该催化剂科学合理、简单易行的制备方法。

本发明的技术方案为：

一种用于SCR烟气脱硝的整体挤压蜂窝催化剂，所述的催化剂的活性成分由以下重量分数的成分组成：

二氧化钛65～80%、硫酸亚铁5～15%、三氧化钨5～15%、五氧化二钒1～4.5%、硝酸镧0.05～0.5%。

优选地，所述的催化剂的活性成分由以下重量分数的成分组成：

二氧化钛75%、三氧化钨11%、五氧化二钒3.5%、硫酸亚铁10%、硝酸镧0.5%。

进一步地，所述的催化剂还包括加工助剂，所述的加工助剂由海泡石、甲基羟二基纤维素、陶瓷纤维、甘油和水组成，所述加工助剂各组分占二氧化钛的重量百分数分别为：

海泡石0～10%、甲基羟二基纤维素0.1～1%、陶瓷纤维1～10%、甘油1～5%、水25～35%。

优选地，各加工助剂的重量分数的组分为：

海泡石9%、甲基羟二基纤维素0.8%、陶瓷纤维9%、甘油4%、水25%。

进一步地，所述的二氧化钛作为载体，为纳米锐钛矿型。

所述的三氧化钨、五氧化二钒、硫酸亚铁为活性组分；所述的硝酸镧为掺杂改性剂；所述的海泡石为成团剂；所述的甲基羟二基纤维素为粘结剂；所述的甘油为助挤剂。

一种上述用于SCR烟气脱硝的整体挤压蜂窝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）称量：按照上述比例称量各组分；