[发明专利]一种烟气宽温SCR脱硝催化剂及其生产工艺

说明书

本专利公开了一种烟气宽温SCR脱硝催化剂及其生产工艺，包括载体、负载在载体上的活性组分和用于粘结的成型助剂，载体为二氧化钛、三氧化二铝、分子筛中任意一种；活性组分为铂族金属、氧化锰、氧化钨、氧化铬、五氧化二钒、氧化铈、氧化钼、氧化铁、氧化铜、氧化钴中的至少一种；成型助剂包括无机助剂和有机助剂。本发明公开的宽温SCR脱硝催化剂在较宽温度区间(60℃～550℃)内具有催化活性高、氮气选择性好的特点，同时具有良好的抗水蒸气和SO₂中毒能力，性价比高，原料易获取；本发明公开的SCR脱硝催化剂生产工艺，工艺简单，能耗低，原料利用率高、烧制不易开裂、成品率高、成品强度高、催化活性高。

技术领域

本发明涉及烟气脱硝领域，具体为一种烟气宽温SCR脱硝催化剂及其生产工艺。

背景技术

随着人民生活水平的日益提高，对化石能源的使用量逐年增加，而化石燃料的燃烧随之而来的大气污染问题逐渐引起了人们的重视。其中氮氧化物(NOx) 作为三大主要大气污染物之一，危害非常大，中央政府和地方政府均出台了许多相关的政策法规来限制氮氧化物的排放，如煤电、钢铁、铝业、水泥等大气污染重点行业的氮氧化物排放均需要达到超低排放的标准，即NOx排放浓度＜50 mg/m³。

目前，主要的氮氧化物控制措施有以下三种：低氮燃烧器技术(LNB)、选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)、选择性催化还原脱硝技术(SCR)。不同的技术适用场景和条件不同：LNB主要用来控制燃烧过程产生的NOx，降低NOx 的初始产生浓度，而LNB技术只能将NOx初始浓度控制在一定浓度以下，不能满足国家对烟气中NOx排放浓度的控制要求；而SNCR和SCR主要用来降低烟气中的NOx，SNCR适用烟气温度：800℃～1200℃，主要受限于反应机理，无法降低使用温度；传统SCR适用烟气温度：300℃～420℃，主要受限于SCR脱硝催化剂，通过采用不同的SCR脱硝催化剂可将使用烟气温度降至＜200℃。

随着排放标准日趋严格，对环保技术提出了越来越高的要求，传统成熟的脱硝技术(LNB、SNCR和SCR)在一些行业使用过程中产生了较多的问题，如钢铁烧结机和冶炼行业各种焙烧炉的烟气温度均较低，传统的烟气选择性催化脱硝 (SCR)技术需要升到较高的温度(＞300℃)才可正常投运，浪费了大量的能源，而快速SCR脱硝反应可提高脱硝催化剂低温下的催化活性，同时为避免催化剂低温失活的其他问题，如硫酸氢铵沉积、抗水抗硫中毒等，需配合特殊的 SCR脱硝催化剂。

尤其某些行业因为生产工艺的限制，并不存在合适的NOx控制工艺温度窗口，如钢铁烧结工艺烧结机出口的烟气温度＜180℃；而某些行业因为烟气中含有可使得SCR催化剂中毒的组分，如碱金属粉尘、焦油、粘性灰尘、重金属等，如焦化厂和垃圾焚烧发电厂排放的烟气中含有黏性灰尘、生物质焚烧发电厂产生的烟气中含有较高浓度的氧化钠等碱金属，这些烟气均需在除尘后才可进行脱硝。而除尘后的烟气温度一般小于200℃，不在传统SCR脱硝催化剂使用烟气温度范围内。如果需要对上述烟气进行脱硝则需先对烟气进行升温，升温至 300℃左右后再进行SCR脱硝，烟气升温需要耗费大量的能量，极大地提高了污染治理的成本。因此，脱硝烟气温度低、脱硝效率高、可靠性高的宽温SCR脱硝催化剂亟待开发。

发明内容

针对现有烟气SCR脱硝技术中存在的问题，本发明提供了一种烟气宽温SCR 脱硝催化剂及其生产工艺，根据配方和配套生产工艺生产的SCR催化剂可对温度在60℃～550℃区间内的烟气进行SCR高效脱硝。新型SCR催化剂可将喷入SCR 上游烟气中的NH₃在催化剂表面转化为NH₂基团，(1)利用NH₂基团与烟气中NOx 的高反应活性，可实现宽温SCR高效脱硝，(2)NH₂与烟气中的酸性气体，如SO₂、 SO₃、HCl，以及烟气中的H₂O反应极为微弱，较难在SCR催化剂表面生成硫酸氢铵(ABS)、硫酸铵(AS)、氯化铵、硝酸铵、亚硝酸铵等铵盐层，可避免SCR催化剂在低温下喷氨脱硝时失活。