[发明专利]一种涂覆型钒钨钛整体式SCR催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及催化剂制备技术领域，公开了一种涂覆型钒钨钛整体式SCR催化剂的制备方法及其应用，包括如下步骤：将钒氧化物前驱体、钨氧化物前驱体、二氧化钛、无机粘结剂、有机粘结剂、高分子表面活性剂与去离子水混合搅拌，获得浆料；向浆料内添加pH调节剂以使得浆料的pH为1.5‑4.5；将堇青石蜂窝状载体浸渍在浆料中，得到初步浸渍催化剂；将初步浸渍催化剂进行干燥、焙烧，得到催化剂成品，该方法仅通过浸渍法实现具有良好的中高温催化活性的钒钨钛整体式SCR催化剂，具有操作简单、易重复、成本低，耗时短等特点，能够应用于船舶柴油机领域尾气后处理中，为中高温船舶尾气脱硝催化剂提供良好的选择。

技术领域

本发明涉及催化剂制备的技术领域，尤其是涉及一种涂覆型钒钨钛整体式SCR催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

近几年船舶排放问题逐渐凸显。氮氧化物排放量很高，近几年NO_x排放量占总污染物排放量的80%以上，远高于其它污染物排放量，故针对船舶的氮氧化物排放污染问题不容忽视且亟待解决。

氮氧化物大量排放会危害环境，破坏臭氧层形成酸雨，危害人类和动植物的健康。因为氮氧化物其严重的危害性，各个国家也加大了氮氧化物排放的关注和治理，其控制排放的标准与准则也越发严格，选择性催化还原技术（Selective catalytic reduction，SCR）是国际海事组织公认的唯一可用于各类船舶发动机和船型的NOx减排技术。SCR脱硝作为尾气后处理技术在工业中应用广泛，可有效脱除NOx，SCR脱硝的原理是：将NH₃作为还原剂，在催化剂的作用下，把尾气中氮氧化物还原成无污染危害的N₂和H₂O，达到减少NO_x污染的目的。SCR催化剂是技术核心，所以加大力度研究实现国产化是十分必要的。目前，涂覆法是工业上制备整体催化剂最常用的方法。该方法具有操作方法简单、力学性能强、前驱体材料用量少、活性组分利用率高等优点。但其工艺仍存在包覆量不足、包覆不均匀、煅烧后产生裂纹等缺点，导致催化剂负载率和脱落率差，使得活性组分不能较好的粘附在催化剂上，进而降低了脱硝性能。因此，针对涂覆浆料的性能的研究同样十分必要。

船用柴油机中四冲程柴油机在内河领域应用广泛，但排气温度相对较高，因此对于SCR催化剂需要其在中高温窗口内保持高活性及稳定性。整体式蜂窝状催化剂具有比表面积大、使用方便灵活、利于回收再利用、良好的耐腐蚀性和良好的耐热性等优点。具有热膨胀系数低、机械强度高、化学性质稳定和排气阻力小等优势。通过检索，发现如下几篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：

一种无毒性、高活性、高稳定性的稀土基NH₃-SCR催化剂及其制备技术（CN115178254A）公开了一种稀土基SCR催化剂及其制备方法，该催化剂具有高活性，但成本高且工艺复杂。

一种负载型钒酸金属M盐SCR催化剂及制备方法（CN110215917A）公开了一种钒酸金属M盐SCR催化剂及制备方法，该催化剂制备过程需要加热蒸发和超声过程，工艺复杂，成本较高。

一种高抗硫低温SCR催化剂的制备方法（CN114984944A）公开了一种抗硫性能好的低温SCR催化剂的制备方法，该催化剂的制备方法需要用到硝酸铈、硝酸锰、乙二醇、葡萄糖、对苯二胺等物质，成本高昂，操作复杂，不适宜大规模商业应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涂覆型钒钨钛整体式SCR催化剂的制备方法及其应用，仅通过浸渍法实现具有良好的中高温催化活性的钒钨钛整体式SCR催化剂，以解决现有技术中催化剂制备工艺复杂、成本高的技术问题。

本发明提供一种涂覆型钒钨钛整体式SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤100、将偏钒酸铵、偏钨酸铵、二氧化钛、无机粘结剂、有机粘结剂、高分子表面活性剂与去离子水混合搅拌，获得固含量为15%—35%，有机粘结剂含量为0.2%-0.5%，高分子表面活性剂的含量为0.05%-0.2%的浆料；