[发明专利]抗硫除氮氧化物复合金属氧化物NH3-SCR催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了抗硫除氮氧化物复合金属氧化物NH₃‑SCR催化剂及其制备方法；属于环境保护和环境催化领域。该催化剂包括摩尔比为0.25～1：2～4：5～8的结构性辅助元素M、铬元素和铈元素。制备方法包括：1)将金属前驱体分别溶解在柠檬酸中，搅拌混匀，静置0.5～2h，分别得到M金属柠檬酸溶液、铬金属柠檬酸溶液和铈金属柠檬酸溶液；2)将各金属柠檬酸溶液同时均匀滴加到容器中并不断搅拌，滴加完毕后继续搅拌；3)置于烘箱中干燥，再于马弗炉中350～500℃锻烧；4)将锻烧产物压片后研磨过筛。该催化剂同时具有较好抗硫性和低温高活性，可应用于汽车尾气NO_x的处理或固定源燃煤电厂的脱销装置。

技术领域

本发明涉及NH₃-SCR催化剂，特别涉及一种抗硫除氮氧化物复合金属氧化物NH₃-SCR 催化剂及其制备方法，该催化剂适用于低温下NH₃选择性催化还原(NH₃-SCR)氮氧化物(NO_x)的环保领域催化反应；属于环境保护和环境催化领域。

背景技术

我国以煤炭为主的能源结构，在今后相当长时间内是不会改变的。然而烧煤产生大量二氧化硫SO₂、氮氧化物NO_x和颗粒等污染物。目前烟气脱硫技术日趋纯熟，而NO_x的治理难度确较大。关于脱硝技术，选择性催化还原(SCR)是最有效也是应用最多的技术。

SCR反应器根据工艺流程中的位置可分为高尘SCR、低尘SCR以及尾部SCR等三种布置。目前工业化的金属氧化物催化剂V₂O₅-WO(MoO₃)/TiO₂即在高尘SCR反应器中使用，高尘高硫环境容易引起催化剂磨损、堵塞和中毒等不利作用，从而影响催化剂的使用寿命。低尘SCR反应器置于静电除尘器与脱硫装置之间，经除尘后的高温烟气，灰飞降低，减少了对SCR催化剂的磨损，延长了催化剂的使用寿命，但二氧化硫的毒化作用依然存在；此外静电除尘器或布袋除尘器也无法正常的在高温下(300～400℃)操作。尾部SCR反应器置于脱硫除尘设备之后，催化剂在低尘低硫环境中工作，很大程度上避免了灰飞的磨损和 SO₂、重金属和碱金属的毒化，极大程度上提高了催化剂的使用寿命；但此时烟气温度仅为 60℃，需要在烟道内加燃油或天然气的燃烧器或蒸汽换热器以加热达到催化剂的反应温度，从而增加能源消耗和运行成本。

目前低温SCR催化剂主要分为金属氧化物类催化剂、贵金属类催化剂、分子筛类催化剂和炭基载体类催化剂等四类。贵金属类催化剂存在选择性差和成本高等问题，分子筛类催化剂存在低温活性不高和水热稳定性差等问题，炭基载体类催化剂存在稳定性差和机械强度不高等问题。而在同等条件下，金属氧化物类催化剂低温选择性催化还原性最高，具有良好的应用前景。

Cr/Ce二元氧化物(200910080836.6)、Cr/V/Ce三元氧化物(201110452611.6)作为低温 SCR催化剂的技术方案均已公开，但Cr/Ce二元氧化物存在耐硫性较差的问题；而Cr/V/Ce 三元氧化物引入V，提高了其耐硫性，但却是以降低低温活性为代价，故而有待进一步研究。中国发明专利申请2015100410566通过引入锆，调节Cr元素来制备铬锆铈三元氧化物催化剂，该催化剂存在耐硫性不高等问题。

综述所述，制备一种同时具有较好抗硫性和低温高活性SCR催化剂是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种同时具有较好抗硫性和低温高活性抗硫除氮氧化物复合金属氧化物NH₃-SCR催化剂；该催化剂是一种在低温(100℃～200℃)高空速(60000h^-1)条件下高活性脱除氮氧化物且又能较好抵抗SO₂毒化的NH₃-SCR催化剂。