一种用于锅炉中温烟气的ＳＣＲ脱硝的催化剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于锅炉中温烟气的ＳＣＲ脱硝的催化剂及制备方法，催化剂是在ＳｉＯ２－ＴｉＯ２复合载体上负载Ｖ２Ｏ５和ＷＯ３氧化物所构成整体的复合型催化剂，在ＳｉＯ２－ＴｉＯ２构成的复合载体中，ＳｉＯ２占由ＳｉＯ２－ＴｉＯ２构成的复合载体的质量百分比为３％－１０％；在催化剂中，Ｖ２Ｏ５的催化剂成分占包括复合载体在内的催化剂整体质量的百分比为１％～２％；ＷＯ３的催化剂成分占包括复合载体在内的催化剂整体质量的百分比为５％～１０％。本发明专利技术制备的催化剂在以氨为还原剂，温度在３００－４２０℃的中温烟气中，最高达到９０％以上的氮氧化物脱除效率，广泛应用于锅炉烟气中的氮氧化物催化还原脱硝。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保
中锅炉中温烟气的氮氧化物处理，特别是一种用于锅炉 中温烟气的SCR脱硝的催化剂及制备方法。
技术介绍
我国的能源结构是以煤炭为主的，煤炭消耗量还将持续增长。据统计，目前我国发 电装机容量中火电装机容量占74%以上，在未来的很长一段时间里，燃煤所造成的氮氧化 物污染是继二氧化硫污染之后的又一重要的环境问题。同时于2004年1月实施的《火电厂 大气污染物排放标准(GB13223-2003)》对第三时段的电站锅炉氮氧化物最高允许排放浓度 降低到了 450-1100mg/m3。随着经济和社会的发展，氮氧化物的控制标准将逐渐严格。目前，针对固定源N0X控制技术主要有两类一类为燃烧过程控制技术，其特点是 控制燃烧过程中N0X的生成，包括炉型和设计参数的选择、运行调整和低N0X燃烧技术，以此 来控制燃烧过程中燃料型、热力型和快速型三种机理的氮氧化物；二类为燃烧后控制技术， 即各种烟气de-N0x技术，其特点是将烟气中已生成的N0X固定下来或还原为N2。炉内氮氧 化物控制技术一般是以降低锅炉热力效率为代价的，其脱硝效率也不高，而炉后的烟气脱 硝技术中的选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction, SCR)具有效率高、对锅 炉原有设备改造不大的优势，是一种比较有潜力的脱硝技术。以氨等作为还原气体的SCR技术日趋成熟，该技术是利用氨还原剂的选择性，优 先与氮氧化物发生反应，将它还原成为氮气和水。ANH3 +AN0 + 02 catalyst ) AN2 + 6H202N02 +4NH,+ 02 catalyst > 3N2 + 6H20按照催化剂适用的烟气温度条件分类，一般按照不同的温度使用窗口可以将SCR 工艺可以分为高温、中温、低温三种不同的SCR工艺。高温SCR—般指的是催化剂的适用 温度在450 600°C及以上，中温SCR是指催化剂的适用温度在320 450°C，而低温SCR 是指催化剂的适用温度在120 300°C或更低温度。目前商业上应用比较广泛的是运行温 度处于300 450°C的中温催化剂，该催化剂以Ti02为载体，上面负载钒、钨和钼等主催化 剂或助催化剂。中温催化剂按照SCR装置所布设的位置不同，分为高灰段、低灰段和尾部布置三 种类型。具体位置即安装于空预器和ESP(电除尘)前、空预器前但高温ESP后、FGD(脱 硫)之后三种形式。布置在空预器和ESP(电除尘)前高灰段，催化剂要求有较强的抗阻塞 能力，有较强的抗碱金属毒性、抗302毒性等。布置在空预器前但高温ESP后，催化剂可以 免受高粉尘的副作用，但仍然需要较强的抗S02毒性，同时要求ESP具备忍耐高温性能。布 置在FGD之后的中温催化剂，需要大量的烟气再热能耗。传统的SCR催化剂载体全部为Ti02，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于锅炉中温烟气的SCR脱硝 的催化剂及制备方法，本催化剂利用Si02和Ti02构成复合载体，充分改善催化剂载体的性 能；同时利用Si02替代部分Ti02，以降低催化剂成本。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于锅炉中温烟气的SCR脱硝的催化剂，是在Si02-Ti02复合载体上负载V205 和wo3氧化物所构成整体的复合型催化剂。而且，所述在Si02-Ti02构成的复合载体中，Si02占由Si02-Ti02构成的复合载体 的质量百分比为3% -10%。而且，所述催化剂中，V205的催化剂成分占包括复合载体在内的催化剂整体质量的 百分比为 2% ；W03的催化剂成分占包括复合载体在内的催化剂整体质量的百分比为 5% 10%。一种用于锅炉中温烟气的SCR脱硝的催化剂的制备方法，步骤是(1)复合载体的制备量取一定量的钛酸丁酯，缓慢滴入到2-6倍体积的无水乙醇 中，用磁力搅拌器强力搅拌lOmin，混合均勻，形成黄色澄清溶液A ；将和钛酸丁酯一样体积 的超纯水以及硅酸乙脂(按Si02/(Si02-Ti02) = 3-10%计算)加到另2-6倍体积的无水 乙醇中，得到溶液B ；加硝酸调节pH值< 3 ；在剧烈搅拌下将溶液B缓慢滴入溶液A中，将 凝胶置于80°C下干燥约20h，得晶体；将该晶体分别在马弗炉400-750°C热处理2h，即得到 Si02-Ti02复合载体；(2)催化剂的负载按照V205负载量质量百分比为-2%,W03的质量百分比负 载量为5-10 %，分别以NH4V03和N5H37W6024 H20或(NH4) 6Mo7024 4H20为前驱物，计算所 需前驱物的质量，在水浴60°C条件下，用计量的前驱物配制一定体积的水溶液。采用浸渍 法，将Si02-Ti02复合载体浸渍于所配制的偏钒酸铵和钨酸铵的溶液中，震荡24h，105°C干 燥6h，然后在马弗炉450°C煅烧3h，得到所需催化剂。本专利技术的优点和积极效果是1、本专利技术采用Si02_Ti02复合载体为载体，具有比表面积大和酸位点高的特点，对 气态物质NH3的吸附能力强，有利于脱硝的进行；同时Si02的成本大大低于Ti02的成本，具 有经济优势。在气固多相催化反应中，气态物质首先被吸附在催化剂表面，然后完成催化过程。 在SCR催化反应过程中，普遍认为是还原剂NH3首先吸附在催化剂表面成为SCR反应的重 要步骤，所以催化剂的比表面积越大，表面酸性越高，其催化能力越强。2、本专利技术采用浸渍法负载催化剂于载体上，与共沉淀方法相比较简单易行，浸渍 法可以把催化剂方便地负载在任意形状的载体上，v205和W03是SCR催化的主要活性物质， 本专利技术中％05的负载量为1%-2%，103的负载量为5%-10%，克服了当负载量比较大特别 是当载体的比表面积不大时催化剂容易在载体表面堆积而造成的催化剂在高温下容易出 现烧结、团聚等不良现象，有效满足该负载的要求。3、本专利技术在载体的制备过程中，采用溶胶凝胶方法同时制备5102和打02构成的复 合载体，由于Si02显示固体酸性，提高了催化剂表面的酸位点，有利于反应过程中对还原剂 氨的吸附，提高催化活性，同时也提高了催化剂对烟气中存在的碱金属的抗毒性。具体实施例方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限 定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种用于锅炉中温烟气的SCR脱硝的催化剂，是以浸渍法在Si02-Ti02复合载体上 负载v205和W03氧化物，构成整体的复合型催化剂，其中在Si02-Ti02构成的复合载体中， Si02占由3102-1102构成的复合载体的质量百分比为3%-10%。该浸渍法为本领域的通用 技术，在此不再赘述。催化剂中催化剂成分为V205和W03，其中V205的催化剂成分占包括复合载体在内的 催化剂整体质量的百分比为 2% ；W03的催化剂成分占包括复合载体在内的催化剂整 体质量的百分比为5% 10%。下面通过四个实施例来叙述本专利技术的制备方法实施例1 一种用于锅炉中温烟气的SCR脱硝的催化剂的制备方法，是以V205-W03为主催化 剂，采用浸渍法，通过适当浸泡、烘干和煅烧工艺、通过控制负载量、煅烧温度等条件，制备 本申请的催化剂。具体步骤是(1)复合载体的制备量取一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于锅炉中温烟气的ＳＣＲ脱硝的催化剂，其特征在于：是在ＳｉＯ↓［２］－ＴｉＯ↓［２］复合载体上负载Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］和ＷＯ↓［３］氧化物所构成整体的复合型催化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈伯雄，张德强，陈晓英，
申请(专利权)人：天津市塘沽区鑫宇环保科技有限公司，南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]