[发明专利]烟气脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及脱硝催化剂领域，公开了一种烟气脱硝催化剂及其制备方法和应用，该烟气脱硝催化剂包括金属复合氧化物，所述金属复合氧化物包括钛、锆、镨、镧和铒的氧化物、以及任选的钨、铁、铈、金、银、铑的一种或多种的氧化物，其中，以元素计的钛和锆的摩尔比为1：(0.1～0.7)；以元素计的镨、镧和铒的摩尔比为1：(0.1～2)：(0.01～1)；以元素计的钨、铁、铈、金、银和铑的摩尔比为1：(0～10)：(0～10)：(0～0.03)：(0～0.03)：(0～0.03)；相对于钛和锆的氧化物的合计量，镨、镧和铒的氧化物的合计量为1～30质量％，钨、铁、铈、金、银和铑的氧化物的合计量为0.1～15质量％。本发明的烟气脱硝催化剂在较大温度跨度范围内均能实现高效脱硝，成本低，热稳定性能良好。

技术领域

本发明涉及脱硝催化剂领域，具体涉及一种烟气脱硝催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是造成酸雨、雾霾、光化学烟雾的主要原因之一。我国是NO_x第一大排放国，主要来源包括火电厂、机动车尾气和水泥厂等。随着工业领域对NOx的排放限制要求愈发严格，NO_x的治理迫在眉睫。选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)是目前最成熟有效的一种脱硝方法，成为目前国内外治理NO_x的主流技术和发展方向。SCR脱硝技术核心是催化剂。目前，商用SCR催化剂主要是V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂体系，因V₂O₅有毒，废弃的催化剂会对环境产生二次污染，2014年环保部发布了《关于加强废烟气脱硝催化剂(钒钛系)监管工作的通知》，把钒钛脱硝催化剂纳入危险废物进行管理，处理费用昂贵。因此，开发环境友好型脱硝催化剂具有重要的研究意义和环保价值。

目前，国内已在非钒钛基脱硝催化剂的方面进行了较多的研究，如专利CN104857950A、CN103240081B和CN103894186B公开的脱硝催化剂均是以锰为基础，得到的锰基脱硝催化剂具有很好的低温脱硝活性，该系列的催化剂不足之处在于抗SO₂中毒能力差，这也是限制其工业应用的主要因素之一。专利CN10554581A和CN105032417A公开的催化剂以贵金属为主要活性组分，成本昂贵。CN1401416和CN1457920公开了以堇青石蜂窝陶瓷为支撑体，以氧化铜为主要活性组分，该种方法制备的催化剂的缺点是涂层耐磨性能差，活性易下降。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的非钒钛基脱硝催化剂存在的上述问题，提供一种烟气脱硝催化剂及其制备方法和应用，该烟气脱硝催化剂在较大温度跨度范围内均能实现高效脱硝，成本低，热稳定性能良好。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种烟气脱硝催化剂，该该烟气脱硝催化剂包括金属复合氧化物，所述金属复合氧化物包括钛、锆、镨、镧和铒的氧化物、以及任选的钨、铁、铈、金、银、铑的一种或多种的氧化物，其中，以元素计的钛和锆的摩尔比为1：(0.1～0.7)；以元素计的镨、镧和铒的摩尔比为1：(0.1～2)：(0.01～1)；以元素计的钨、铁、铈、金、银和铑的摩尔比为1：(0～10)：(0～10)：(0～0.03)：(0～0.03)：(0～0.03)；相对于钛和锆的氧化物的合计量，镨、镧和铒的氧化物的合计量为1～30质量％，钨、铁、铈、金、银和铑的氧化物的合计量为0.1～15质量％。

优选地，以元素计的钛和锆的摩尔比1：(0.2～0.5)。

优选地，以元素计的镨、镧和铒的摩尔比为1：(0.2～1)：(0.05～0.5)。

优选地，相对于钛和锆的氧化物的合计量，镨、镧和铒的氧化物的合计量为5～25质量％，钨、铁、铈、金、银和铑的氧化物的合计量为0.5～10质量％。

本发明第二方面提供一种烟气脱硝催化剂的制备方法，该方法包括：