[发明专利]一种稀土改性的抗硫低温SCR催化剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种稀土改性的抗硫低温SCR催化剂及其制备方法，所述催化剂由载体、活性组分和改性助剂组分组成，所述催化剂的制备方法包括：(1)催化剂粉末制备；(2)泥料处理及成型。本发明掺杂一定量的稀土氧化物，增加了催化剂表面的酸性位强度和数量，提高催化剂低温活性，拓宽了温度窗口，催化剂在在170‑400℃范围内对NOx的去除率保持在95％以上，拓宽了脱硝技术的应用领域。同时，催化剂的生产原料易得、制备过程简单，容易实现工业化生产和市场推广。

主权项

1.一种稀土改性的抗硫低温SCR催化剂的制备方法，所述催化剂包括载体、活性组分和改性助剂组分，所述载体为TiO₂，所述活性组分包括V₂O₅以及MoO₃或WO₃，所述改性助剂组分为稀土金属氧化物；所述催化剂中，所述载体含量为70‑90wt%，所述活性组分相对于载体的负载量为V₂O₅为0.1‑5wt%以及WO₃为1.0‑15wt%或者MoO₃为1.0‑15wt%，所述改性助剂组分相对于所述载体的负载量为1‑20wt%，所述稀土金属氧化物包括La、Ce、Pr、Nd或Y的氧化物中的一种或多种；所述制备方法包括如下步骤：S1制备催化剂粉末：S101在反应釜中加入去离子水加热至40‑80℃，加入草酸或柠檬酸搅拌20‑30min至完全溶解，加入V₂O₅的活性组分前驱体粉末和WO₃或MoO₃的活性组分前驱体粉末，在40‑80℃条件下搅拌10‑60min，得到活性组分浸渍溶液；所述V₂O₅与草酸或柠檬酸的摩尔比均为1：（0.8‑4）；S102向步骤S101中得到的活性组分浸渍溶液中加入TiO₂粉末，在40‑80℃温度下搅拌10‑60min后得到黏稠状浆液，将该黏稠状浆液搅拌、超声分散1‑3h得到催化剂料浆；S103将步骤S102中得到的催化剂料浆在200‑300℃干燥2‑12h，破碎后在300‑600^oC焙烧2‑8h，自然冷却至室温，粉碎至100‑300目得到催化剂粉末；S2泥料处理及催化剂成型：S201将S103得到的催化剂粉末预备，并预备固体成型剂，所述固体成型剂的总质量为催化剂粉末质量的5‑20wt%，将所述催化剂粉末和占固体成型剂的总质量65‑80%固体成型剂加入到混料机中，混合0.5‑2.0h得到混合粉体，然后加入液态成型剂和改性助剂溶液，湿捏混合1.0‑4.0h，其中，所述液态成型剂质量为催化剂粉末质量的5‑20wt%，所述改性助剂溶液是将改性助剂前驱体溶解到去离子水中，所述去离子水与S103中催化剂粉末的质量比为1：（2‑4），S202向步骤S201中得到的混合物中加入剩余的固体成型剂，湿捏混合1.0‑4.0h，得到催化剂泥料，S203将步骤S202所得催化剂泥料进行催化剂成型得到蜂窝状催化剂，所述催化剂成型包括真空炼泥、过滤、预挤、陈腐、挤出成型、干燥和焙烧，具体包括如下步骤：1）过滤：所述过滤是将S202中得到的催化剂泥料置于过滤机中，利用不锈钢筛网过滤、梳理，除去泥料中杂质；2）预挤：对步骤1）中过滤后的泥料进行预挤成型，挤出方形泥块；3）陈腐：对步骤2）中预挤所得泥块在25‑40℃及湿度为45‑90%条件下陈腐12‑72h；4）成型，对步骤3）中陈腐后泥料经强力挤出机挤出为蜂窝状催化剂坯体；5）干燥，对步骤4）中挤出成型后的蜂窝催化剂坯体进行干燥，包括一级干燥和二级干燥，所述一级干燥由室温升高到60‑65℃，湿度由90‑95%降低至28‑35%；所述二级干燥，在45‑60℃热空气中干燥24‑72h；6）焙烧，将步骤5）中经过二级干燥后的催化剂坯体置于网带窑中，在200‑650℃焙烧20‑40h，得到蜂窝状稀土改性的抗硫低温SCR催化剂。