[发明专利]铌铈负载铁交换分子筛低温脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种铌铈负载铁交换分子筛低温脱硝催化剂及其制备方法和应用，其铌铈负载铁交换分子筛低温脱硝催化剂的化学式为Nb_xCe_y/Fe‑ZSM‑5，x∶y＝3～5∶5～7。其制备方法为以Fe(NO₃)₃·9H₂O水溶液和H‑ZSM‑5分子筛为原料，通过液相离子交换法制备Fe‑ZSM‑5分子筛；将Fe‑ZSM‑5分子筛浸渍在Ce(NO₃)₂/C₂NbO₄混合液中，加热搅拌至干；分解、焙烧得到铌铈负载铁交换分子筛低温脱硝催化剂。本发明的铌铈负载铁交换分子筛低温脱硝催化剂可在200℃以下高效低温脱硝，具有节能、环保等优势。

技术领域

本发明涉及低温脱硝催化剂技术领域，尤其涉及一种铌铈负载铁交换分子筛低温脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

SCR烟气脱硝技术是目前最成熟的一种脱硝技术，它是利用还原剂(NH₃或者尿素)在金属催化剂的作用下选择性地与NO_x反应，生成N₂和H₂O，而不是被O₂氧化。目前世界上最流行的SCR工艺主要分为氨法和尿素法两种。这两种方法都是利用氨对NO_x的还原功能，在催化剂的作用下将NO_x还原为N₂和H₂O。

SCR脱硝工艺系统可以分为高温高尘SCR法烟气脱硝系统、高温低尘SCR法烟气脱硝系统、低温低尘SCR法烟气脱硝系统三种。在高温高尘SCR法烟气脱硝系统工艺布置中，从锅炉中出来的烟气最先进入SCR反应器进行脱硝，然后再依次进入到空气预热器，静电除尘器、烟气脱硫系统等装置。这样的脱硝方法最大的优势就是，最好地利用的烟气中的高温，使催化剂达达到最佳催化活性，脱硝效率高，但是在这种高温下进行脱硝反应，此时烟气中的SO₂容易被氧化成SO₃，而在脱硝过程中，由于NH₃的逃逸是客观存在的，它可能在空气预热器处与SO₃反应生成(NH₄)₂SO₄、(NH₄)HSO₄。硫酸氢氨在不同的温度下分别呈现气态、液态、颗粒状。对于燃煤机组，烟气中飞灰含量较高，硫酸氢氨在146℃～207℃温度范围内为液态；液态硫酸氢氨捕捉飞灰能力极强，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着于预热器传热元件上形成融盐状的积灰，造成预热器的腐蚀、堵灰等，进而影响预热器的换热及机组的正常运行。(NH₄)HSO₄具有强粘滞性，这样一来烟气进入空气预热器时容易发生堵塞，并且催化剂也容易中毒，再加上此时烟气还未进入电除尘器除尘，故烟气中的这些灰飞颗粒很容易造成催化剂中毒和磨损。

在高温低尘SCR法烟气脱硝系统中，从锅炉中出来的烟气首先进入空气预热器，然后依次进入SCR反应器、静电除尘器、烟气脱硫系统等装置。这样的布置不会影响锅炉的运行，可以减少氨的泄漏量，同时粉尘浓度可以降低，可以延长催化剂的寿命。但是由于在进行脱硝之前，烟气还未通过脱硫系统，因此含有大量SO₂，部分被氧化成SO₃，并可能生成(NH₄)₂SO₄、(NH₄)HSO₄。此外，烟气在通过除尘设备过程中温度较高，约为300～400℃，故对除尘设备性能要求较高。