[发明专利]一种用于硫中毒Ce基SCR脱硝催化剂的再生方法

说明书

一种用于硫中毒Ce基SCR脱硝催化剂的再生方法，属于稀土基SCR催化剂的技术领域。其特征在于，包括如下步骤：(1)首先称取硫中毒铈基SCR脱硝催化剂，与磨球混合，置于球磨机内球磨0.5～24h，其中铈基SCR脱硝催化剂组成(以CeO₂含量)为1％～99％；(2)球磨后筛分取粉体后，将粉体转移至气氛炉中焙烧，通入空气，焙烧温度为450～550℃，时间为0.5～5h。本发明所需设备少，投资低，再生过程简单，条件容易控制，过程绿色环保等特点，所得再生催化剂活性得到明显恢复。

技术领域

本发明涉及一种SO₂中毒铈基SCR催化剂的制备方法，属于稀土基SCR催化剂的技术领域。

背景技术

近年来，环境问题也逐步凸显出来，尤其是大气污染问题，引起了社会各界的广泛关注与担忧。我国大部出现季节性的出现持续的雾霾天气，其中雾霾形成的主要原因为大气中PM2.5浓度严重超标和NO_x的排放，严重的大气污染情况给人们的正常生活和工作产生了严重的干扰，也给人体的健康产生不利的影响。氮氧化物NO_x是当前大气主要污染物之一，其主要来源包括机动车尾气排放、工业排放等。对于NO_x的控制排放，是当前和今后一段时间内的一项重要和极具挑战的工作。在NOx控制排放技术中，选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最广泛，也是最受关注的处理技术，利用还原剂NH₃(或尿素)、HC、CO等可以借助催化剂的作用将NO_x污染物转化为无害的N₂，从而达到污染物减量排放的目的。对于SCR脱硝技术，催化剂的选择是关键，目前已经实现工业应用的SCR 催化剂主要为V-W(Mo)-Ti催化剂，非V-Ti系列催化剂如稀土氧化物型催化剂、分子筛催化剂、钙钛矿型等催化剂也有大量的报道，并有部分实现工业化。

其中，稀土基催化材料具有良好的活性、稳定性和毒性低等优点而受到关注。我国是稀土资源大国，尤其在轻稀土元素方面，具有独特的资源优势。稀土催化材料中，以CeO₂/TiO₂催化剂为代表(Zhang Rui et al,Appl.Surf.Sci.2014, 289,237–244；Yang Shijianet al，Appl.Catal.B:Environ.2013,136–137,19–28)。 Yang等研究发现经过硫酸化的CeO₂/TiO₂催化剂SCR活性较硫化前提高，文中认为CeO₂表面的硫酸根有助于增加催化剂的酸性中心，增加还原剂氨气的吸附量，进而促进反应的进行(Yang S J,et al，Appl.Catal.B:Environ.2013,136–137,19– 28)。但是大量的研究结果显示，随着硫化时间的延长和硫化作用的渗入，该类催化材料的性能依然会大幅度的降低(Yun Shu et al,Appl.Catal.B:Environ., 2014,150-151,630-635；孙向丽等,高等学校化学学报,2017,38,814-822)。众所周知，在实际烟气中或多或少含有一定的SO₂组分，若应用Ce基催化材料，则会在催化剂表面形成硫酸盐，并且在反应条件下难以释放而不断累积，最后形成大量的铈基硫酸盐，造成催化材料活性的下降。大量的研究结果显示，铈基硫酸盐彻底分解，释放SO₂的温度在700℃左右，若以此条件用于SO₂中毒铈基催化剂的再生，具有耗能高，催化材料再生后经历了高温烧结过程，性能下降，难以达到再利用的目的。因此有必要寻找一种简单，温和条件下的催化剂再生方法，可以较为方便的实现硫中毒催化剂的再生。

目前，成型的SCR催化剂的焙烧温度通常在500～600℃之间，表现出较高的脱硝活性。对于以TiO₂为载体的催化材料，由于其相变温度在也在该温度范围 (锐钛相转为金红石相)，若温度过高，则载体必然发生相变，造成催化材料活性不可逆的降低，因此对于此类催化剂材料的再生温度不宜高于600℃。而对于硫中毒催化剂中硫酸盐的分解温度通常在700℃以上，因此对于含TiO₂的中毒催化剂再生，似乎无法实现其热再生。