[发明专利]一种用于含氮氧化物废气处理的抗二氧化硫中毒催化剂、废气处理剂及其应用

说明书

本发明涉及废气处理技术领域，公开了一种用于含氮氧化物废气处理的抗二氧化硫中毒催化剂、废气处理剂及其应用。所述抗二氧化硫中毒催化剂从内到外依次包括脱硝活性内核、中空层和二氧化钛外壳；所述二氧化钛外壳具有多孔结构。本发明的催化剂具有较好的抗SO₂中毒能力，同时，利用其脱硝活性内核与二氧化钛外壳之间的中空层，以及二氧化钛外壳的多孔结构，有利于NH₃和NO_x与活性中心的接触，因而能够更好地提高催化剂的脱硝活性。

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及用于含氮氧化物废气处理的抗二氧化硫中毒催化剂、废气处理剂及其应用。

背景技术

氮氧化物(NO_x)主要包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)、一氧化二氮(N₂O)与五氧化二氮(N₂O₅)等，是主要的大气污染物之一，会造成酸雨、臭氧空洞和光化学烟雾等，严重危害生态环境与人体健康。目前，氨选择性催化还原NO_x技术(NH₃-SCR)被认为是最有效的脱硝手段之一，脱硝催化剂在其中扮演着重要的角色，同时也是目前NH₃-SCR工艺研究的热点和难点。根据催化剂使用温度的不同，可将NH₃-SCR分为高温NH₃-SCR和低温NH₃-SCR。

低温NH₃-SCR工艺中常用的催化剂包括MnO_x、Fe₂O₃、CeO₂、CuO、CrO_x等，其活性温度在300℃以下，相较于高温NH₃-SCR催化剂而言具有更加广阔的应用前景，但同时，低温NH₃-SCR催化剂面临着抗SO₂中毒能力差的问题，限制了其在工业上的大规模应用。低温NH₃-SCR催化剂的SO₂中毒机理主要包括三个方面：(1)SO₂与NH₃和NO_x在催化剂上竞争吸附，阻碍了反应的进行；(2)SO₂容易被氧化成SO₃，随后与NH₃反应生成硫酸铵和硫酸氢铵覆盖在催化活性位上，导致催化剂失活；(3)SO₂或SO₃直接与催化剂表面的活性金属接触反应，造成金属活性位硫酸化，阻碍催化剂活性组分的氧化还原循环过程。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于含氮氧化物废气处理的抗二氧化硫中毒催化剂、废气处理剂及其应用。本发明通过在脱硝活性内核外依次包覆中空层和具有多孔结构的二氧化钛外壳，能够有效提高催化剂的抗SO₂中毒能力和脱硝活性。

本发明的具体技术方案为：

一种用于含氮氧化物废气处理的抗二氧化硫中毒催化剂，所述抗二氧化硫中毒催化剂从内到外依次包括脱硝活性内核、中空层和二氧化钛外壳；所述二氧化钛外壳具有多孔结构。

通过在脱硝活性内核外包覆二氧化钛外壳，能够阻挡SO₂与脱硝活性内核接触，减少SO₂与NH₃和NO_x在催化剂上竞争吸附，抑制硫酸铵和硫酸氢铵的生成以及内核上活性中心的硫酸化，从而改善催化剂的抗SO₂中毒能力，同时，二氧化钛外壳还能增加催化剂表面的酸性位点，提高其脱硝活性。