[发明专利]一种抗砷中毒的SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗砷中毒的SCR脱硝催化剂及其制备方法，该SCR脱硝催化剂成分在二氧化钛的基础上，以五氧化二钒、三氧化钼为基础活性组分，增加铋助剂或铟助剂作为抗砷助剂，同时添加耐砷中毒的结构助剂，所述结构助剂为钙助剂和锡助剂；活性助剂可保护基础活性组分，有效阻止其在含砷烟气条件下的失活；结构助剂可阻止砷在SCR脱硝催化剂表面的沉积和聚集，抑制含砷烟气深度中毒，提高SCR脱硝催化剂的抗砷中毒能力，本发明制得的SCR脱硝催化剂保持较高的脱硝效率，并且延长了SCR脱硝催化剂的使用寿命。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种抗砷中毒的SCR脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物（NOx）是造成酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏的主要大气污染物之一，对人体健康和生态环境产生严重的危害。其中，以NH₃为还原剂的选择性催化还原NOx是目前应用最广泛、技术最成熟的脱硝技术。

目前，广泛使用的脱硝催化剂为蜂窝状商用V₂O₅-WO₃/TiO₂基催化剂或V₂O₅- MoO₃/TiO₂基催化剂。脱硝催化剂在使用时，温度环境为300~420℃，大多数布置为高含尘，催化剂长期处在含飞灰、SOx、碱金属（K、Na等）以及Hg、As等烟气中，极易造成催化剂中毒失活。其中，砷中毒是引起催化剂失活的常见原因之一，煤质中砷含量变化较大，含量在0.5~80 μg/g。如煤中砷的质量分数超过3×10^-6，SCR脱硝催化剂寿命将降低30%左右。

国内外研究认为：烟气中气态砷（As₂O₃）分子较容易进入催化剂微空隙，与催化剂活性物质钒反应生成稳定的砷酸钒，从而使得催化剂活性降低。气态砷堵塞催化剂微孔，阻止反应物到达活性位。现有技术一般采用物理或化学的方法，在煤燃烧阶段减少原煤灰分中的As元素量，同时提高脱硝催化剂的物理化学特性，改变脱硝催化剂表面酸位点，或采用氧化钼作为助催化剂来提高催化剂耐砷能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗砷中毒的SCR脱硝催化剂，克服现有技术中脱硝催化剂在含砷烟气中催化剂脱硝效率降低较快、活性较差、寿命短的问题。

本发明还提供了上述抗砷中毒的SCR脱硝催化剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种抗砷中毒的SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将偏钒酸铵、钼酸铵及抗砷助剂混匀，得到活性原料；其中，所述抗砷助剂为铋助剂或铟助剂；当抗砷助剂为铋助剂时，活性原料中钒元素、钼元素及铋元素的质量比为0.05~0.85：3.33~6.67：1.79~5.83；当抗砷助剂为铟助剂时，活性原料中钒元素、钼元素及铟元素的质量比为0.05~0.85：3.33~6.67：1.65~5.38；

（2）将步骤（1）所得活性原料与柠檬酸按照质量比1：2~4混匀，研磨、干燥，于400~600℃煅烧4~6小时，得到活性粉料；

（3）制备混合泥料，所述混合泥料由以下原料按照重量份数混匀而成：步骤（1）所得活性粉料7~17份、结构助剂10~18份、桐油0.1~0.5份、硅溶胶1~3份、甲基纤维素0.05~0.1份、玻璃纤维2~6份、二氧化钛59~81份，水45~55份；其中，所述结构助剂由钙助剂和锡助剂按照质量比1：1~5混匀而得；

（4）将混合泥料捏合、真空练泥，室温陈化12~24小时后，真空挤出，得到蜂窝状坯料；

（5）将步骤（4）所得蜂窝状坯料干燥后，于400~600℃煅烧24~36小时，即得。