[发明专利]一种平板式抗碱金属和硫中毒脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于环保技术与脱硝催化领域，具体涉及一种平板式抗碱金属和硫中毒脱硝催化剂及其制备方法。本发明所述催化剂载体为二氧化钛固体超强酸，活性成分为五氧化二钒，催化助剂为三氧化钨、三氧化二锑和硫酸铜，采用辊压涂覆成型工艺制得具有抗碱金属和硫中毒性能的平板式SCR脱硝催化剂。本发明所述催化剂具有很好的抗碱金属和硫中毒性能以及机械性能，能够解决脱硝催化剂碱金属和硫中毒的问题，适用于高硫高灰烟气。

技术领域

本发明属于环保技术与脱硝催化剂技术领域，具体涉及一种平板式抗碱金属和硫中毒脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

目前基于V-W(Mo)/Ti的商业SCR脱硝催化剂反应温度窗口在300-400℃，一般采用高尘布置。在实际应用中，由于烟气中的硫酸铵盐和粉尘在脱硝催化剂上的沉积，造成催化剂比表面积下降以及活性组分失活，导致使催化剂中毒。

烟气中SO₂会引起催化中毒，这是由于SO₂在钒基催化剂催化作用下容易被氧化成SO₃，并与烟气中的H₂O、NH₃反应生成硫酸铵盐，硫酸铵盐的沉积会堵塞催化剂孔道，从而使催化活性降低。并且SO₂还会与V₂O₅反应，生成没有脱硝活性的硫酸氧钒，进一步加剧了催化剂中毒。

烟气粉尘中含有大量的碱金属，碱金属是造成脱硝催化剂失活的主要毒物之一。碱金属可以与催化剂表面活性组分的酸性位结合，从而使催化剂发生钝化作用，其机理主要是碱金属吸附到催化剂表面后，与表面的V-OH物种发生反应，生成稳定的不具备脱硝催化活性的V-OM物种。使得催化剂表面Bronsted酸性位数量和强度下降，而催化剂表面酸性位的数量和强度决定了NH₃的吸附，因此碱金属的存在抑制了催化剂表面NH₃的吸附与活化过程，导致催化剂中毒失活。此外，碱金属盐颗粒的沉积会造成催化剂表面活性位的覆盖和孔隙堵塞，NO和NH₃向催化剂内部扩散得到抑制，从而使催化剂活的降低。催化剂活性的降低，还会间接对下游系统及设备造成影响。因此，亟需开发一种新型抗碱金属及硫中毒的SCR脱硝催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗碱金属和硫中毒的SCR脱硝催化剂及其制备方法。本发明在自制的二氧化钛固体超强酸载体上，通过添加助剂、调整活性组分及优化制备工艺等方法来提高催化剂的抗碱金属和硫中毒性能。

根据本发明的一方面，本发明提供了一种平板式抗碱金属和硫中毒脱硝催化剂，所述催化剂组分包括五氧化二钒(V₂O₅)、三氧化钨(WO₃)、硫酸铜(CuSO₄)、三氧化二锑(Sb₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)和二氧化钛固体超强酸(TiO₂-SO₄^2-)；且各组分重量百分比为：五氧化二钒0.5-3％，三氧化钨5-15％，硫酸铜5-10％，三氧化二锑2-5％，二氧化硅2-8％，二氧化钛固体超强酸59-85.5％。

优选的，所述二氧化钛固体超强酸(TiO₂-SO₄^2-)的酸强度：-17<Ho<-14。

根据本发明的另一方面，本发明提供了上述抗碱金属和硫中毒脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)二氧化钛固体超强酸的制备