本發(fā)明涉及脫硝催化劑，尤其涉及中低溫抗高硫脫硝催化劑、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，以水泥、鋼鐵、焦化等為代表的非電行業(yè)已成為氮氧化物治理的重要領(lǐng)域。生態(tài)環(huán)境部等部門在24年1月19日印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施水泥行業(yè)超低排放的意見(jiàn)》，其中要求，推動(dòng)實(shí)施水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)（不含礦山）和獨(dú)立粉磨站（含生產(chǎn)特種水泥、協(xié)同處置固廢的水泥企業(yè)）超低排放改造，nox排放標(biāo)準(zhǔn)已低至50mg/m3。到2025年底前，力爭(zhēng)50%水泥熟料產(chǎn)能完成改造；到2028年底前，全國(guó)力爭(zhēng)80%水泥熟料產(chǎn)能完成改造。

2、在雙碳背景下，目前水泥行業(yè)的預(yù)熱器“5級(jí)改6級(jí)”已成為趨勢(shì)，且我國(guó)的水泥熟料生產(chǎn)線上廣泛地采用了純低溫余熱發(fā)電技術(shù)，即部分利用窯頭及窯尾廢氣排出的熱焓，在不影響水泥生產(chǎn)及工藝性能、不增加任何熱源的情況下采用先進(jìn)的技術(shù)及裝備進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)。該技術(shù)可有效回收一定的熱能，利用余熱所發(fā)出的電循環(huán)利用于水泥生產(chǎn)。按正常設(shè)計(jì)，六級(jí)預(yù)熱器的c1出口的理論溫度值為250℃，之后按照余熱發(fā)電鍋爐后接scr反應(yīng)器的中溫中塵工藝路線進(jìn)行布置，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

3、余熱發(fā)電后的煙氣溫度為190-200℃，而傳統(tǒng)的v2o5-wo3/tio2催化劑的活性窗口普遍在300-400℃，催化劑活性在此溫度下會(huì)迅速降低，加上低品位石灰石、燃煤以及各種復(fù)雜替代原料的存在導(dǎo)致高硫（>1000mg/m3）煙氣的產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致催化劑的快速失活。

4、而為了適應(yīng)上述中低溫以及高硫環(huán)境下的催化需求，目前水泥行業(yè)廣泛采用中低溫脫硝催化劑，這種催化劑主要為釩鉬鈦系，是以tio2為載體，v2o5為活性組分和moo3為助催化劑。在實(shí)際煙氣凈化應(yīng)用中，通常會(huì)通過(guò)提高釩的含量以達(dá)到提高低溫脫硝活性的目的。不同于電力行業(yè)scr催化劑1%的低釩含量，應(yīng)用于中低溫?zé)煔饷撓醯膕cr催化劑釩含量高達(dá)4%。而高釩scr催化劑不僅更容易發(fā)生副反應(yīng)，生成大量的n2o副產(chǎn)物，還會(huì)帶來(lái)so2氧化率提高、生物毒性高等問(wèn)題。還值得注意的是，so2經(jīng)催化劑氧化會(huì)不可避免地生成so3。

5、綜上所述，目前水泥行業(yè)中的中低溫脫硝反應(yīng)主要存在的問(wèn)題包括：

6、傳統(tǒng)的低釩催化劑在中低溫高硫煙氣條件下的脫硝效率和抗硫性能較差，同時(shí)so2氧化生成的so3與nh3和水反應(yīng)，生成的硫銨類物質(zhì)會(huì)覆蓋催化劑的表面活性位點(diǎn)且難以分解，影響反應(yīng)物的吸附、擴(kuò)散，最終導(dǎo)致催化劑的nh3-scr活性下降。

7、因此，研究開(kāi)發(fā)中低溫高效、寬活性溫度窗口、抗硫性能優(yōu)異的脫硝催化劑，對(duì)工業(yè)煙氣超低排放趨勢(shì)下的nox減排意義重大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了中低溫抗高硫脫硝催化劑、制備方法及應(yīng)用，通過(guò)sn改性的金紅石型tio2載體和助劑mo-in之間的協(xié)同作用，由此制備出高硫條件下優(yōu)異的中低溫脫硝效率、較寬的活性溫度窗口和極低的so2/so3轉(zhuǎn)化率特點(diǎn)的脫硝催化劑。

2、本發(fā)明提出的中低溫抗高硫脫硝催化劑的制備方法，方法步驟如下：

3、s1：分別將鈦源和錫源分散于去離子水中，再將溶液進(jìn)行混合，并緩慢滴加氨水溶液調(diào)節(jié)ph值為8~9進(jìn)行反應(yīng)，直至凝膠形成；

4、s2：將s1凝膠干燥、煅燒和研磨后，制得tio2-sno2載體；

5、s3：將鉬源、草酸和釩源溶解于去離子水中，再加入s2的tio2-sno2載體，混合后經(jīng)靜置、干燥、冷卻和研磨后得粉末原料；

6、s4：將銦源和s3的粉末原料于去離子水中混合均勻，經(jīng)靜置、干燥、煅燒和粉碎后即得中低溫抗高硫脫硝催化劑。

7、優(yōu)選地，s1中鈦源為鈦酸四丁酯，錫源為五水合四氯化錫；鈦源與錫源的物質(zhì)的量之比為1:0.05~0.2。

8、優(yōu)選地，s2中煅燒的溫度為450~550℃，升溫速率為5~10℃/min，煅燒時(shí)間為2~6h。

9、優(yōu)選地，s3中鉬源為鉬酸銨，釩源為偏釩酸銨，草酸和釩源的質(zhì)量比為1~3:1，tio2-sno2載體、鉬源和釩源的質(zhì)量之比為1:0.02~0.05:0.01~0.03。

10、優(yōu)選地，s4中銦源為硝酸銦；銦源和粉末原料的質(zhì)量比為0.02~0.08:1。

11、優(yōu)選地，s4中煅燒的溫度為450~550℃，時(shí)間為2~6h，升溫速率2~5℃/min。

12、本發(fā)明提出的上述方法制備的中低溫抗高硫脫硝催化劑。

13、本發(fā)明提出的上述中低溫抗高硫脫硝催化劑在工業(yè)煙氣脫硝中的應(yīng)用。

14、本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

15、本發(fā)明首先通過(guò)溶膠凝膠法獲得錫改性的金紅石型二氧化鈦載體，之后借助浸漬法獲得銦改性的釩鉬鈦脫硝催化劑。載體中引入sn可通過(guò)增加催化劑的表面酸性位點(diǎn)來(lái)提升催化活性，同時(shí)抑制so2的吸附。而助劑成分in的改性則導(dǎo)致更多氧空位的產(chǎn)生，進(jìn)一步提升了催化劑的低溫氧化還原性能，二者協(xié)同作用使得改性后的脫硝催化劑兼顧高效脫硝和低so2氧化率。該催化劑在400ppmso2、190℃條件下可達(dá)到90％的脫硝效率，so2/so3轉(zhuǎn)化率低至0.2%，且在190～320℃溫度區(qū)間內(nèi)的脫硝效率均能夠維持在90％以上。由此能夠充分滿足水泥行業(yè)預(yù)熱器“5級(jí)改6級(jí)”以及超低排放改革的背景下對(duì)中溫脫硝催化劑提出的新的要求，對(duì)國(guó)家環(huán)境治理和降低企業(yè)能耗具有積極的意義。

技術(shù)特征：

1.中低溫抗高硫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，方法步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中低溫抗高硫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，s1中鈦源為鈦酸四丁酯，錫源為五水合四氯化錫，鈦源與錫源的物質(zhì)的量之比為1:0.05~0.2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中低溫抗高硫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，s2中煅燒的溫度為450~550℃，升溫速率為5-10℃/min，時(shí)間2~6h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中低溫抗高硫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，s3中鉬源為鉬酸銨；釩源為偏釩酸銨；草酸和釩源的質(zhì)量比為1~3:1，tio2-sno2載體、鉬源和釩源的質(zhì)量之比為1:0.02~0.05:0.01~0.03。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中低溫抗高硫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，s4中銦源為硝酸銦；銦源和粉末原料的質(zhì)量比為0.02~0.08:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中低溫抗高硫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，s4中煅燒的溫度為450-550℃，時(shí)間為2-6h，升溫速率2~5℃/min。

7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述方法制備的中低溫抗高硫脫硝催化劑。

8.如權(quán)利要求7所述的中低溫抗高硫脫硝催化劑在工業(yè)煙氣脫硝中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種中低溫抗高硫脫硝催化劑、制備方法及應(yīng)用，催化劑制備方法步驟如下：S1：分別將鈦源和錫源分散于去離子水中，再將溶液進(jìn)行混合，并加入氨水?dāng)嚢栊纬赡z；S2：將S1凝膠干燥、煅燒和研磨后，制得TiO<subgt;2</subgt;?SnO<subgt;2</subgt;載體；S3：將鉬源、草酸和釩源溶于去離子水中并加入S2的TiO<subgt;2</subgt;?SnO<subgt;2</subgt;載體，混合后經(jīng)靜置、干燥、冷卻和研磨后得粉末原料；S4：將銦源和S3的粉末原料于去離子水中混合均勻，經(jīng)靜置、干燥、煅燒和粉碎后即得中低溫抗高硫脫硝催化劑。本發(fā)明通過(guò)Sn和In分別改性金紅石型TiO<subgt;2</subgt;載體和活性組分，二者協(xié)同作用使得改性后的V<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;?MoO<subgt;3</subgt;/TiO<subgt;2</subgt;催化劑在低溫下的氧化還原能力提高，主要表現(xiàn)出優(yōu)異的脫硝效率和極低SO<subgt;2</subgt;/SO<subgt;3</subgt;轉(zhuǎn)化率的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：馮蓓蓓,胡夢(mèng)雨,陸星洲,施勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：合肥中亞環(huán)保科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28