[发明专利]高-低温脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高‑低温脱硝催化剂及其制备方法。该方法包括以下步骤：将纳米二氧化钛、纳米二氧化锆、五氧化二钽、三氧化二锑与稀硫酸溶液混合均匀，浸润30‑45分钟得到第一混合物；将偏钨酸铵、七钼酸铵、偏钒酸铵、铈盐、钐盐、钕盐、铬盐、铁盐、铜盐和质量浓度为15％的氨水、醇胺混合均匀，再加入85‑90℃的去离子热水，直至完全溶解成第二溶液；将第二溶液加入到第一混合物中，并加入碳纤维丝、聚环氧乙烷、甲基纤维素、磷酸、纳米氧化铝，然后搅拌混炼均匀制成胶泥坯体；将胶泥坯体经过24‑30h陈腐后挤出成蜂窝状，经过20‑70℃程序升温干燥180‑220h后，再经过550‑630℃焙烧28‑36h，制成高‑低温脱硝催化剂。本发明的高‑低温脱硝催化剂在150‑430℃长期高效，具有优异的耐硫、抗中毒能力，较高的强度。

技术领域

本发明涉及烟气脱硝领域，具体涉及一种高-低温脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

众所周知，氮氧化物(NO_x)会造成严重的环境危害，影响人类的身体健康。所以，通过各种技术手段与工艺方法减少NO_x排放已成为全人类的共识，并制订了严格的NO_x的排放标准。

在我国，燃煤发电是主要的能源供应形式，燃煤发电锅炉产生的NO_x占据着中国NO_x排放总量的较大部分，所以减少大型燃煤发电锅炉的NO_x排放量非常重要。为此，我国制订了相应的NO_x超低排放标准(≤50mg/Nm³)，所用的脱硝技术与工艺以中高温的选择性催化还原法(中高温SCR法)为主，占90％以上。即便如此，仍然存在机组负荷调蜂时及锅炉启、停炉阶段的NO_x超标排放问题，究其原因是因为该过程中脱硝反应器的烟温会低于300℃。目前所有在用的中高温SCR脱硝装置与催化剂只适合于300-420℃范围使用，所采用的催化剂为V₂O₅/TiO₂系催化剂，只能在300℃以上的烟气中使用，否则在300℃以下的烟气条件中脱硝，催化剂就会发生严重的氧化硫中毒与水中毒，并且这种中毒过程是不可逆的。

针对我国大气中NO_x浓度及雾霾居高不下的严峻现实，国家生态环境部进一步提出了燃煤机组“全负荷、全工况”NO_x达标排放的要求，即在220-420℃范围内脱硝系统都必须投用，不得超排。现有的SCR脱硝催化剂无法满足 220-420℃范围长期使用而不失效的要求，更无法在150-430℃的宽范围内使用，而且现有的催化剂普遍存在：(1)低温下易中毒，不可恢复；(2)强度较低，易破碎、塌陷；(3)比表面积小，催化活性较低；(4)温度变化范围大，催化剂易出现热震开裂现象。为此，需要在较大温度范围都具备优异脱硝性能与机械性能且抗中毒能力强的催化剂。

发明内容

为了解决现有技术中的脱硝催化剂只能在300℃以上使用，而在300℃以下使用时存在脱硝效率低、不耐硫、易中毒及强度低等问题，本发明提供了一种能在150-430℃长期高效、耐硫、抗中毒能力强、强度较高的高-低温脱硝催化剂及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供一种高-低温脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将65-75重量份的纳米二氧化钛、10-15重量份的纳米二氧化锆、 0.3-0.5重量份的五氧化二钽、1-3重量份的三氧化二锑与27-38重量份的稀硫酸溶液混合均匀，浸润30-45分钟，得到第一混合物；

步骤2、将5-7重量份的偏钨酸铵、4-6重量份的七钼酸铵、0.5-1.5重量份的偏钒酸铵、2-6重量份的铈盐、3-5重量份的钐盐、2-4重量份的钕盐、1-4重量份的铬盐、1-3重量份的铁盐、3-6重量份的铜盐和12-16重量份的质量浓度为15-25％的氨水、2-5重量份的醇胺混合均匀，再加入85-90℃的8-18重量份的水，直至完全溶解成第二溶液；