[发明专利]颗粒状蜂窝脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，具体涉及一种颗粒状蜂窝脱硝催化剂及其制备方法。催化剂为圆柱形蜂窝状，孔道为等边三角形，以TiO₂为载体，以钒复合钨或钼的一种或多种为活性组分，以磷酸改性的玉米淀粉为造孔剂，同时加入拟薄水铝石和成型助剂；磷酸改性的玉米淀粉为：在反应釜中将磷酸溶液加热至45～90℃，再加入玉米淀粉，保温得到。本发明有效缓解ABS对催化剂的毒害，拓宽催化剂使用的温度窗口，降低最低喷氨温度，延长催化剂的解析周期，降低催化剂热解析频率，节能降耗，提高催化剂的使用寿命；且脱硝催化剂机械强度高、比表面积大，烟气与催化剂接触充分，节约催化剂用量，能够在低温、高空速下达到良好的脱硝效果。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，具体涉及一种颗粒状蜂窝脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

随着环保要求的日益严格，除燃煤电厂外，众多非电力行业，包括：钢铁烧结、焦化、水泥、玻璃、工业窑炉及垃圾焚烧等排放出的废气也需要进行脱硝治理，个别地区甚至要求达到超低排放(NO_x≤50mg/Nm³)。

面对如此严格的排放要求，选择性催化还原(SCR)技术成为首选，该技术脱硝效率高，氨逃逸低，无二次污染。SCR技术是在脱硝催化剂存在的条件下，采用NH₃作为还原剂，将烟气中的NO_x(主要是NO和NO₂)还原为N₂，同时生成H₂O。决定该技术成败的关键是运行工况下脱硝催化剂的活性、选择性和寿命。

与燃煤电站相比，钢铁烧结、焦化、水泥、玻璃、工业窑炉及垃圾焚烧等非电行业排放的烟气温度较低，温度范围集中在130～300℃之间，SO_x(SO₂和SO₃)和H₂O浓度高。该温度区间内，喷入的NH₃容易与SO₃发生反应，生成硫酸氢铵(简写为ABS)。当烟气温度低于ABS的露点温度时，由于毛细凝聚现象，ABS凝聚在催化剂的微孔内，隔离催化剂与烟气接触的面积，导致催化剂活性的下降。催化剂活性降低的程度取决于催化剂表面积隔离的程度。反应方程式如下：

所谓毛细凝聚现象是指，在一个毛细孔中，若能因形成一个凹形的液面，与该液面成平衡的蒸汽压力P必小于同一温度下平液面的饱和蒸汽压力Po，当毛细孔直径越小时，凹液面的曲率半径越小，与其相平衡的蒸汽压力越低，换句话说，当毛细孔直径越小时，可在较低的P/Po压力下，在孔中形成凝聚液，但随着孔尺寸增加，只有在更高的P/Po压力下形成凝聚液。该现象符合开尔文公式：

其中：

P是凹面上的蒸气压；

Po是平面上的蒸气压；

R’是曲面的曲率半径，对凹面，R’取负值；

γ液体的表面张力；

M是液体的摩尔质量；

ρ是液体的密度。

目前广泛应用在非电领域的脱硝催化剂，微孔孔径一般在50A～100A，由于孔径较小，ABS可在较高温度，较低P/Po压力下，在微孔中形成凝聚液，导致催化剂活性下降，从而提高了SCR的MIT，限制了催化剂在低于MIT工况中的使用。被硫酸氢铵毒害的脱硝催化剂的示意图如图1所示。

由于ABS的生成是可逆的，遇到类似工况，一般选择采用外部热源提高烟气温度(提高到MIT之上)或定期加热解析的方法，保证催化剂的正常使用。具体办法为：将经过催化剂的烟气加热到350℃，保温12～24小时，让凝聚在催化剂微孔内的ABS分解挥发出来，从而恢复催化剂的活性。