[发明专利]脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及脱硝催化剂领域，具体涉及一种脱硝催化剂及其制备方法和应用，该催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性金属组分，所述活性金属组分包括V、Mo以及R，所述R选自Mn、Ce、Cu、La和Er中的至少一种；以催化剂的总量为基准，所述载体的含量为70‑95重量％，以氧化物计，V的含量为0.1‑5重量％，Mo的含量为1‑5重量％，R的含量为1.5‑20重量％。该脱硝催化剂具有较宽的温度窗口，在低温条件下活性较高，且具有较好的抗水抗硫效果。

技术领域

本发明涉及脱硝催化剂领域，具体涉及一种脱硝催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

“富煤贫油少气”的能源结构决定了我国主要以煤炭为主要一次能源。煤炭燃烧向大气环境排放的大量氮氧化物(NO_x)是最主要的大气污染物之一，也是导致区域性灰霾、酸雨和光化学烟雾等危害的主要原因之一。

以NH₃为还原剂的选择性催化还原(NH₃-SCR)技术是成熟的固定源脱硝技术。催化剂是SCR技术的核心，是决定系统脱硝效率和经济性的主要因素。其中，V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂是该技术中应用最广泛的脱硝催化剂。但该催化剂的工作温度在300-400℃，低温活性差，活性温度窗口较窄，而且V₂O₅具有较强的毒性。随着新能源的发展、季度的变化以及天然气的利用，我国60％以上电厂处于低负荷运行状态，年均发电小时数不足4000h。电厂低负荷运行时，脱硝装置前端烟气温度降低到275℃，传统催化剂无法满足脱硝需求。另外，水泥厂、焦化厂和玻璃厂等烟气温度通常在200-300℃。而且，烟气中通常含有一定浓度的二氧化硫和水，易导致催化剂失活。因此，开发具有良好低温脱硝活性和较强抗硫抗水能力的低钒或无钒脱硝催化剂的需求日渐迫切。

CN106881077A公开了一种低温抗硫抗水脱硝催化剂的制备方法，该催化剂以TiO₂作为载体，在载体的表面负载V₂O₅和Sb₂O₃作为活性成分。且催化剂中，TiO₂的含量为60-90重量％，V₂O₅的含量为1-10重量％，Sb₂O₃的含量为5-30重量％。采用该方法制得的催化剂虽然具有一定的抗硫抗水性能，但是其在200℃时，在860mg/m³SO₂的条件下反应20h之后，仍会出现明显的失活现象。

CN101811039A公开了一种硫改性二氧化铈催化剂的制备方法，具体包括：(1)将可分解的铈盐在氧气或氮气气氛下在250-700℃直接煅烧4-12h制得二氧化铈；(2)将制得的二氧化铈在N₂为载气，SO₂体积浓度为100-500ppm气氛中，在100-300℃条件下处理60min，得到硫改性二氧化铈催化剂。采用该方法制得的催化剂虽然具有一定的抗硫抗水性能，但其抗硫抗水性能仍需进一步提高，且该催化剂难以成型为板状、蜂窝状等形状，难以工业化应用。

因此目前急需一种同时改善低温活性和抗水抗硫效果的脱硝催化剂。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中脱硝催化剂存在的在低温活性较差、且抗水抗硫效果较差问题，提供一种脱硝催化剂及其制备方法和应用，该脱硝催化剂具有较宽的温度窗口，在低温条件下活性较高，且具有较好的抗水抗硫效果。