[发明专利]一种用于中高温SCR脱硝过程的催化剂合成方法

说明书

本发明涉及了一种用于SCR反应的分子筛型催化剂，首先载体预处理，然后制备浸渍液，组成包括Fe源、修饰组分Ce源(和/或W源、Mo源、La源等)、硅溶胶、pH调节剂、稳定剂等，按照一定的比例称取粉体加入到浸渍液中，超声处理1h，后进行烘干、焙烧处理。最后得到金属离子/氧化物修饰的负载型Fe‑ZSM‑5催化材料。本发明使用原料廉价易得，制备过程简单，反应条件温和，具有良好的SCR催化活性，且具有良好的经济性。

技术领域

本发明涉及一种中高温SCR脱硝催化剂的合成方法，属于SCR脱硝催化材 料的制备技术领域。

背景技术

电力行业的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223－2011)中，规定燃 气轮机发电机组的NO_x排放浓度限值为50mg/Nm³。北京市环保局于2011年11 月23日发布了《固定式燃气轮机大气污染物排放标准》(DB11/847—2011)的地 方标准，规定烟NO_x排放浓度限值为30mg/Nm³。目前，燃气轮机、燃气发电 机也成为我国电力供应重要部分，随着燃煤超低排放改造的接近尾声，燃气轮 机、燃气发电机NO_x排放控制越发受到关注，执行超低排放已迫在眉睫。然而 目前关于燃气轮机和燃气发电机烟气脱硝催化剂的研究较少。

在氮氧化物排放控制技术里，选择性催化还原(SCR)技术是目前最受关注 的处理技术，利用还原剂HC、NH₃、CO等可以借助催化作用有效的将NO_x污染 物转为无害化的N₂，达到污染物减量排放控制的目的。在SCR技术中，催化剂 的选择最为关键，目前实现工业应用的SCR催化剂主要为V-W(Mo)-Ti催化剂， 非V-Ti系列催化剂如分子筛催化剂、钙钛矿型等催化剂(张一波等,催化学报.33, 9,1448-1554)。分子筛型催化剂由于其良好的催化活性、稳定性，毒性低等优点 倍受关注。该类材料的制备过程通常包括前驱体物料混合，晶化，焙烧等步骤。 如曲虹霞等(CN 103386322 A)采用旋转水热合成的方法制备了Fe-ZSM-5催化材料，黄艳等(CN 105921170 A)采用“一锅法”制备Fe掺杂的ZSM-5材料，在 250～500℃范围内表现出较好的脱硝活性。李哲等(李哲等，煤炭转化，2011， 34(1):62-65)发现并研究了FeMo-ZSM-5材料的NH₃-SCR性能，结果表明在该材 料在较宽的温度窗口表现出较高的脱硝活性。

为实现其成型化，实现工程应用的目标，本发明结合离子交换分子筛的制 备方法，采用分部浸渍的方法制备金属离子(氧化物)修饰的Fe基ZSM-5分子筛 催化材料，该制备方法中使用原料成本低廉、制备工艺成熟、稳定，具有良好 的SCR脱硝活性，同时能够有效避免使用贵金属，具有很好的应用前景。

本发明描述的方法是分三步完成成型SCR催化剂制备，首先载体预处理， 然后制备浸渍液，组成包括Fe源、修饰组分Ce源(和/或W源、Mo源、La 源等)、硅溶胶、pH调节剂、稳定剂等，按照一定的比例称取粉体加入到浸渍 液中，超声处理1h，后进行烘干、焙烧处理。最后得到金属离子/氧化物修饰的 负载型Fe-ZSM-5催化材料。迄今为止，尚无文献和专利报道用于制备该类分子 筛的SCR催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型分子筛SCR催化剂的制备方法。该方法采 用浸渍法或分步浸渍法，将Fe组分和其他修饰组分引入分子筛材料中，后经烘 干、焙烧等制备得到了分子筛催化剂粉体，避免了离子交换法的步骤繁琐的问 题。

所述的一种分子筛催化剂制备的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1.首先载体预处理，将获得ZSM-5分子筛在300～500℃条件下进行5～15％水 蒸气处理；