[发明专利]一种高温烟气脱硝用非钒基催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温烟气脱硝用非钒基催化剂及其制备方法，将金属前驱体盐混合钨盐、铌盐等活性助剂，加入水中形成溶液，加热使充分溶解；然后加入WO₃‑TiO₂‑SiO₂的复合粉体，充分搅拌。待搅拌均匀后放入烘箱中干燥；最后将干燥后将催化剂置于马弗炉中煅烧，得到相应的催化材料；其中，CeO₂或Fe₂O₃为主要活性成分，固体酸WO₃或Nb₂O₅为改性剂，复合氧化物WO₃‑TiO₂‑SiO₂作为载体；本发明所选择的制备方法能够使活性组分和酸性组分具有更好的相互作用，所制备的催化剂活性高，选择性好，水热稳定性好，且无毒环保，工艺简单，成本低，适合400‑600℃高温烟气的SCR脱硝领域。

技术领域

本发明属于环境保护与环境催化技术领域，特别涉及一种高温烟气脱硝用非钒基催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物是大气污染的主要原因之一，其来源分为两类：固定源和移动源。固定源主要包括火力发电厂、垃圾焚烧厂、燃气厂等工业设施；移动源主要包括机动车、船舶等交通工具。根据中华人民共和国2015年的环保统计数据，2015年全国NO_x排放总量1851.0万吨，其中工业NO_x排放量1180.9万吨，机动车NO_x排放量605.9万吨，分别占全国总量63.8％和32.7％。所以，为了治理大气中的氮氧化物污染，减少火力发电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂等固定源的氮氧化物排放是当前的首要任务。

NH₃-SCR(氨法选择性催化还原技术)是目前除NO_x转化效率最高(90％以上)的技术，早在上世纪90年代，在日本和德国便被应用于火力发电厂的NO_x去除，燃煤发电厂排出的气体进入脱硝塔的温度大约在350℃左右，在这个温度附近，已经有广泛应用的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂；然而，对于垃圾焚烧炉、燃气锅炉等排放的高温烟气(400℃以上)脱硝问题，特别是燃气锅炉排放的尾气，其尾气中水含量高(10％-20％)，SO₂含量低，使得商用的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂不再适用，原因有二：(1)V₂O₅在高于400℃后脱硝活性显著降低，同时还会引起显著促进SO₂氧化、NH₃分解、N₂O形成等诸多负面问题；(2)同时在更高的温度下，V₂O₅易发生挥发而损失，其具有生物剧毒，对人类和环境造成巨大的危害。目前高温催化剂大多采用分子筛型催化剂，其具有较高的转化率和较好的选择性，但因其制备工艺复杂，且价格昂贵，在高温脱硝领域并没有很好的应用。因此，开发无钒、非分子筛基高温脱硝催化剂十分必要。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高温烟气脱硝用非钒基催化剂及其制备方法，利用轻稀土基氧化物或低过渡金属氧化物作为活性组分，固体酸作为酸性位，复合氧化物WO₃-TiO₂-SiO₂作为载体；通过活性组分和载体之间的相互作用，提高催化剂高温下的水热稳定性和脱硝活性，其制备工艺简单、活性高、选择性好、水热稳定性好、适合400-600℃高温烟气，且成本低，适合于工业应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高温烟气脱硝用非钒基催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将金属前驱体盐混合活性助剂加入水中形成溶液，加热使其充分溶解；