[发明专利]一种抗水低温SCR催化剂及其制备方法

说明书

一种抗水低温SCR催化剂及其制备方法，将低温SCR催化剂粉末负载于基体上，然后通过热压工艺将孔径为100～200nm的多孔聚四氟乙烯薄膜固定在低温SCR催化剂表面。该催化剂由不锈钢网板、低温SCR催化剂粉末、微孔聚四氟乙烯薄膜组成，催化层负载在基体上，表面疏水层负载在催化剂层之上。本发明公开的催化剂抗水性好且低温活性高(10％水含量，100～180℃，脱硝效率可大于90％)，其制备工艺简单，适合规模化生产，便于工程推广应用。

技术领域

本发明属于工业锅炉烟气净化技术领域，具体涉及一种抗水低温SCR催化剂及其制备方法。

背景技术

燃煤工业锅炉烟气净化是近年来大气环保领域关注的重点。其中，烟气脱硝是治理技术的难点。常见的燃煤工业锅炉烟气脱硝技术主要有低氮燃烧，SNCR脱硝和低温SCR脱硝。低氮燃烧和SNCR脱硝其脱硝效率均较低(40％左右)，单独或联合使用，很难实现烟气NO_x的达标排放。低温SCR脱硝是一种先进的烟气净化技术。从理论上讲，该技术可以在较低的烟温(100℃左右)下实现很高(＞90％)的NO_x脱除效率，在燃煤工业锅炉上展现了广阔的应用前景。但由于实际烟气中存在大量水蒸气，显著降低了催化剂的脱硝活性，导致低温SCR脱硝在燃煤工业锅炉上的应用受阻。因此，提高低温SCR催化剂的抗水性一直是学术界研究的热点。虽然有学者通过向催化剂中添加辅助组分(如Zr、Fe、Ni等元素的氧化物)以提高活性组分的分散性来增加催化剂的低温脱硝性能，这样变相提高其抗水性，但上述方法在实际工程应用中收效甚微。鉴于此，开发抗水低温SCR催化剂显得尤为重要与必要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种抗水低温SCR催化剂及其制备方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种抗水低温SCR催化剂的制备方法，将低温SCR催化剂粉末负载于基体上，然后通过热压工艺将孔径为100～200nm的多孔聚四氟乙烯薄膜固定在低温SCR催化剂表面。

本发明进一步的改进在于，低温SCR催化剂粉末通过以下过程制备：以钛酸四丁酯、硝酸铈、偏钒酸铵和水为原料，无水乙醇为溶剂，硝酸为水解抑制剂，在室温下用溶胶凝胶法制得。

本发明进一步的改进在于，低温SCR催化剂粉末通过以下过程制备：按摩尔比钛酸四丁酯：无水乙醇：水：硝酸：偏钒酸铵：硝酸铈＝1:8:6:1：(0.04～0.09)：(0.1～0.2)，将钛酸四丁酯、无水乙醇、水、硝酸、偏钒酸铵与硝酸铈混合后再室温下进行反应，反应至粘度不再增加，干燥，煅烧，得到低温SCR催化剂粉末。

本发明进一步的改进在于，干燥的温度为100℃，时间为24小时。

本发明进一步的改进在于，煅烧的温度为400℃，时间为2小时。

本发明进一步的改进在于，将低温SCR催化剂粉末负载于基体上的具体过程如下：将低温SCR催化剂粉末与粘合剂按质量比2:3混合后，涂覆在不锈钢网板上，再于450℃煅烧2小时；其中，粘合剂是硅溶胶与聚乙烯醇按质量比1:3在60℃水中混合而成。

本发明进一步的改进在于，多孔聚四氟乙烯薄膜的厚度为20～30微米。

一种抗水低温SCR催化剂，从下到上由基体、催化剂层和表面涂层三部分组成；所述催化剂层为低温SCR催化剂粉末，低温SCR催化剂粉末的活性组分是CeO₂和V₂O₅，低温SCR催化剂粉末的载体是锐钛矿型纳米TiO₂，表面涂层为多孔聚四氟乙烯薄膜。

本发明进一步的改进在于，所述基体为不锈钢网板。

本发明进一步的改进在于，多孔聚四氟乙烯薄膜的孔径为100～200纳米，厚度为20～30微米。