[发明专利]脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及废气处理领域，具体涉及一种脱硝催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是常见的大气污染物,其主要成分为NO和NO₂以及少量的N₂O。玻璃窑炉排放的NO_x是大气中NO_x的重要来源之一，其烟气特点是：烟气中SO₂的含量较高、粉尘中碱金属和碱土金属的含量高。

氨选择性催化还原(SCR)是目前世界公认的应用最多、最为成熟、最有成效的一种烟气脱硝技术，该方法的核心技术是催化剂。国内目前采用的的催化剂为钒钨钛体系和钒钼钛体系，随着催化剂运行时间的增长，催化剂的催化活性会缓慢下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种中低温脱硝催化剂及其制备方法和应用，脱硝催化剂的主要成分是过渡金属固溶体。本发明实施例提供的催化剂特别适合玻璃窑炉经过余热利用后烟气脱硝的温度(中低温150～250℃)，而且对抗碱金属和碱土金属，及抗二氧化硫都有很好的效果。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一方面，本发明实施例提供一种脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备催化剂的前驱体溶液，其活性组分的质量百分含量为0.1％-5％，所述的活性组分包括过渡金属固溶体前驱体和V前驱体；所述的过渡金属固溶体前驱体的摩尔浓度为0.1mol/L-3mol/L，所述的V前驱体的质量浓度为0.1％-2.5％；

(2)将活性组分载体浸入所述的前驱体溶液中得到预混浆料，所述的活性组分附着在所述的前驱体载体表面；所述的活性组分载体与前驱体溶液的质量比1：1-4，浸泡时间为1-5h；

(3)将所述的预混浆料与无机粘结剂、有机粘合剂、表面活性剂和水混合得到浆料；其中所述浆料以质量百分含量计由如下组分组成：二氧化钛与活性组分：15％-45％；无机粘结剂：0.05％-4％、有机粘合剂：0.01％-1％；表面活性剂：0.3％-2％；水：48％-84.19％；

(4)用所述的浆料浸泡蜂窝载体，浸泡时间为10-60s；

(5)将浆料浸泡过的蜂窝载体进行干燥、煅烧后得到的表面附着有催化剂粉体的蜂窝载体即为所述的脱硝催化剂。

进一步的，所述的过渡金属固溶体前驱体的制备采用共沉淀法。

进一步的，所述的过渡金属固溶体前驱体为Ce-Fe前驱体或Ce-Cu前驱体。

进一步的，所述前驱体溶液中，Ce、Fe、Cu和V元素的摩尔比为0.1-10：0.1-10：0.1-10：1。

进一步的，所述的V前驱体为偏钒酸钠、偏钒酸铵和偏钒酸钾中的至少一种；Ce元素来源为氯化亚铈、硝酸铈、硝酸铈铵和硫酸铈中的至少一种；Fe元素的来源为硝酸铁、氯化铁和硫酸铁中的至少一种；Cu元素的来源为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜中的至少一种。

进一步的，所述的前驱体溶液中还包括W前驱体和Mo前驱体。

进一步的，所述W前驱体为钨酸铵、仲钨酸铵、硝酸钨、氯化钨和硫酸钨中的至少一种，所述Mo前驱体为钼酸铵、二钼酸铵、四钼酸铵、硝酸钼、氯化钼和硫酸钼中的至少一种。

进一步的，所述的无机粘结剂为铝溶胶或硅溶胶，所述的有机粘合剂为羧甲基纤维素钠、聚乙二醇或聚乙烯乙酸酯，所述的表面活性剂为吐温、Triton X-100或司盘。

进一步的，所述的步骤(5)中干燥温度为80-130℃，干燥时间为6-12h，煅烧温度为400℃-600℃，煅烧时间为3-7h；干燥结束后以2-5℃/min的速率升温至煅烧温度。

另一方面，本发明实施例还提供一种脱硝催化剂，所述的脱硝催化剂由上述的制备方法制备而得。

进一步的，以质量百分含量计，所述的脱硝催化剂中催化剂粉体包括如下组分：V₂O₅：0.5％-4％；WO₃：0％-10％；MoO₃：0％-10％；铈的氧化物：0％-3％；过渡金属固溶体：0.5％-3％；活性组分载体：86％-98％；其中所述催化剂粉体中包括WO₃和MoO₃中的至少一种。

再一方面，本发明实施例还提供一种脱硝催化剂的应用，所述的脱硝催化剂为上述的脱硝催化剂。

进一步的，脱硝温度为150-250℃。

与现有技术相比，本发明脱硝催化剂及其制备方法和应用至少具有如下有益效果：