[发明专利]一种SCR脱硝用环境友好型催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种SCR脱硝用环境友好型催化剂及其制备方法，催化剂以钼锡铈钡复合氧化物为主要活性组分，以钨，锆，铁，镧或铒中的一种或多种为助催化剂，分别以氧化铝、二氧化硅为酸性调节剂和成型助剂，以活性钛白粉为载体主要成分。将助催化离子盐配制成离子液，将活性钛白粉等体积充分浸渍助催化离子液，经干燥、粉碎后，与氧化铝及二氧化硅粉体共混均匀；再将钼、锡、铈、钡等盐配制成饱和的复合活性离子液，将其与上述混合粉料、有机成型剂搅拌、混炼、陈腐、挤出成型，经干燥、焙烧制得。本发明催化剂组分环境友好，脱除NO_X活性温度窗口宽范、效率高；抗水、抗硫性能好；机械强度高，制备工艺简单，成本低。

技术领域

本发明涉及一种SCR脱硝用环境友好型催化剂及其制备方法，属于环保催化材料和大气污染治理领域。

背景技术

氮氧化物(NO_X)是大气污染的主要成因之一。氮氧化物是光化学烟雾的成因、造成酸雨、破坏臭氧层、对人体健康严重的危害，并且其生命周期长，会进行跨国界的长距离运输。因此氮氧化物治理是全球都需要处理的问题。世界各国为了保护生态环境，根据各国家地区情况的不同都制定了相应的排放标准和法规，欧洲环境局(EEA)和世界卫生组织(WHO)2017年也同样发布了严格的排放标准，更是规定了其中NO₂年均排放不得超过40ug/m³。

选择性催化还原(SCR)技术因以脱硝效率高，稳定性好，已成为世界各国脱硝的主流技术。目前，商用SCR脱硝催化剂主要是V₂O₅-WO₃(MO₃)/TiO₂催化剂。中国专利中，(CN102909003A)，(CN102989467A)，(CN104707593A)，(CN102553574A)等专利都是主要以V₂O₅为活性组分，TiO₂为载体的钒基脱硝催化剂，但都存在一般钒基脱硝催化剂原料中V₂O₅有毒、催化剂强度低、脱硝温度范围窄、会产生二次污染等不足；(CN101428215A)专利中使用纳米TiO₂、粘结剂以及助剂混料为载体制备了一种V₂O₅-WO₃/TiO₂脱硝催化剂，虽有效的提升了钒基脱硝催化剂的强度，但其造价昂贵，限制了期大规模的制备。国际专利中，(JP2017064627A)专利中制备了一种以V、W、Mo、Mn、La、Ce、Y中的一种或几种作为活性组分，Ti和V、Mo、W、Si中的一种或几种复合氧化物为主要成分的催化剂，使其脱硝活性大于或等于传统的钒钛体系；(KR2016058639A)专利中以V,Sb,W,Ti为主要成分，在制备过程中通过调节PH到1～4制备催化剂，来提升催化剂的性能；EP3072585(A1)专利中制备了一种以无机纤维为基材，以V、Ti、Zr、W为主要成分的整体式蜂窝催化剂，在一定程度上提高了催化剂的强度；EP2979753(A4)专利中以V、Ti、Mg为主要成分制备了一种蜂窝状结构的脱硝催化剂，提升了催化剂的使用寿命和强度；在上述的这些脱硝催化剂中，相对于商用的V₂O₅-WO₃(MO₃)/TiO₂催化剂，主要进行了各种组分的掺杂或对其制备工艺进行了的改进，使其催化剂性能得到了一定的提升；但同时也增加了催化剂的制备成本；无法改变钒基脱硝催化剂中V₂O₅是剧毒物质的事实；并且难以很好的解决催化活性组分V₂O₅易溶于水，催化剂强度低，脱硝温度窗口窄等问题。目前中国，欧盟，美国，日本等都已经将V₂O₅定为有毒有害原料，并将稀土脱硝催化剂作为钒基脱硝催化剂的替代品(《国家鼓励的有毒有害原料(产品)替代品目录(2016年版)》)。船用柴油机是NO_X主要排放源，其工况复杂，尾气中除了NO_X外还有大量的HC和CO，是大气污染治理的重点，而目前商用催化剂协同脱除HC，CO能力差。