[发明专利]含杂多酸脱硝催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及脱硝催化剂领域，公开了含杂多酸脱硝催化剂及其制备方法与应用，该脱硝催化剂含有杂多酸、活性组分和改性助剂；所述杂多酸为keggin笼型结构，所述杂多酸中的杂原子选自磷原子、锑原子、锡原子中的至少一种；所述杂多酸中的多原子选自钼原子、钨原子、铌原子、钽原子中的至少一种；所述活性组分含有钒元素、铁元素、锰元素和铜元素中的至少一种；所述改性助剂含有铈元素、镧元素、镨元素和铒元素中的至少一种。本发明提供的含杂多酸脱硝催化剂具有较高的脱硝效率和具有较强的抗H₂O、NOx和SO₂烟气能力，能够满足燃煤电厂复杂烟气条件和运行工况下启停炉和深度调峰的脱硝需求。

技术领域

本发明涉及脱硝催化剂领域，具体地涉及含杂多酸脱硝催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物之一，是酸雨形成的重要因子，是生成臭氧和光化学烟雾的重要前驱物之一，也是形成区域超细颗粒(PM2.5)污染和灰霾的重要原因。

燃煤电厂是NO_x的主要排放源之一。目前我国电厂NO_x排放采用了全球最严的排放限值，满足标准的最佳技术途径是氨气选择性催化还原(NH₃-SCR)。燃煤电厂烟气脱硝中普遍使用的是传统商业V₂O₅/WO₃-TiO₂催化剂，其最佳活性温度区间为300-420℃。

近几年，由于环保要求提高，对于启停炉氮氧化物排放要求严格，以及火电深度调峰需求，60％以上的燃煤机组处于低负荷运行状态，烟气温度往往低于300℃。当烟温低于最佳喷氨温度，电厂普遍存在不同程度增加喷氨量以提高脱硝效率的情况，造成运行费用增加、氨逃逸过高、催化剂寿命缩短、空预器经常性堵塞等问题，对机组的安全运行带来新的问题和挑战。目前解决这一问题的办法是通过工程改造方式，降低脱硝系统前省煤器取热量，而使得低负荷下(50％THA)下脱硝系统入口烟气温度达到300℃以上以使得传统催化剂可以正常运行，包括分割省煤器、烟气旁路、省煤器水侧旁路、省煤器热水再循环等。但这些方式改造费用大，施工周期长，降低锅炉效率，提高电厂运行成本，显著增加了电厂的损失。

宽温脱硝催化剂可将运行温度窗口拓展至240-420℃，在不改变锅炉整体结构和系统的前提下有效地降低脱硝催化剂最低喷氨温度范围，实现机组启停炉及低负荷情况下氮氧化物排放达到国家超低排放环保要求，改造费用仅仅是正常更换催化剂，具有显著的经济效益，因此，提供一种宽温脱硝催化剂具有重要意义。

我国的能源结构中煤炭占70％，与西方国家明显不同，我国煤质普遍具备高硫高灰的特质，在机组运行不够精细合理的条件下，脱硝催化剂在使用过程中面临着失效严重的问题，具体体现在：机组启停炉和深度调峰过程中燃烧工况不稳定，因此脱硝系统入口NO_x浓度高于稳定运行时的2～3倍，对催化剂脱硝效率也提出了严峻的考验，因此，提供一种对高浓度NO_x具有高脱硝效率的催化剂也具有重要意义。