本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，涉及一種煙氣脫硝催化劑，尤其涉及一種煙氣脫硝催化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、氮氧化物(nox)是主要的大氣污染物，不僅會造成光化學(xué)煙霧、溫室效應(yīng)等對自然環(huán)境造成污染，還會嚴(yán)重危害人類身體健康，減少氮氧化物廢氣的產(chǎn)生及排放量成為人們越來越關(guān)注的主要問題之一。

2、選擇性催化還原法(scr)是當(dāng)前技術(shù)比較成熟且應(yīng)用最普遍的nox排放控制方法。在催化劑作用下，向煙氣中噴入還原劑氣體，將nox還原成n2和h2o。其中，以nh3為還原劑的scr技術(shù)己經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)與固定源nox的排放控制中，但是nh3-scr技術(shù)仍存在技術(shù)缺陷：氨在存儲、運輸以及泄露問題，具有一定的危險性；因此有必要尋找一種更經(jīng)濟、長效、環(huán)保的脫硝技術(shù)代替nh3-scr。co普遍存在乙烯裂解爐工業(yè)煙氣中，來源豐富、性質(zhì)穩(wěn)定，濃度高于nox。因此利用co作為還原劑，選擇性還原氮氧化物，還可以實現(xiàn)以廢治廢的效果，能夠有望解決nh3-scr技術(shù)的缺陷，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟價值。而脫硝催化劑作為co-scr技術(shù)的核心，其性能在很大程度上影響著脫硝效果。但是目前傳統(tǒng)的工業(yè)脫硝催化劑仍存在比表面積較小，導(dǎo)致脫硝效率較差的問題。

3、因此，針對上述缺陷亟需研究一種高比表面積、高脫硝效率的非氨還原煙氣脫硝催化劑。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述缺陷，本發(fā)明提供一種煙氣脫硝催化劑，該催化劑具有較高的比表面積和nox的轉(zhuǎn)化率。

2、本發(fā)明提供一種煙氣脫硝催化劑的制備方法，通過該制備方法制備得到的煙氣脫硝催化劑比表面積較高，可以實現(xiàn)較高的nox的轉(zhuǎn)化率。

3、本發(fā)明提供一種煙氣脫硝方法，由于該方法中的使用的催化劑為上述煙氣脫硝催化劑或通過上述制備方法制備得到的煙氣脫硝催化劑，因此該方法的脫硝效率較高。

4、本發(fā)明提供一種煙氣脫硝催化劑，所述煙氣脫硝催化劑包括載體、活性組分；所述載體包括由tio2、ceo2和sio2構(gòu)成的多孔固溶體微球，所述活性組分包括cuo和feo；

5、所述煙氣脫硝催化劑的比表面積為不低于62.7m2/g；

6、所述煙氣脫硝催化劑在煙氣脫硝反應(yīng)中，在400～500℃下，nox的轉(zhuǎn)化率不低于75.0％。

7、進一步的，所述ceo2與所述tio2的質(zhì)量比為(0.5～8):100，所述sio2與所述tio2的質(zhì)量比為(0.5～5):100；

8、和/或，所述cuo與所述tio2的質(zhì)量比為(1.0～6):100；

9、和/或，所述feo與所述tio2的質(zhì)量比為(0.5～3):100。

10、進一步的，所述煙氣脫硝催化劑為蜂窩式煙氣脫硝催化劑。

11、本發(fā)明提供一種煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：

12、(1)將鈦源前驅(qū)體、鈰源前驅(qū)體、硅源前驅(qū)體與有機醇混合得到第一混合溶液，進行水熱反應(yīng)，得到中間產(chǎn)物；

13、(2)將所述中間產(chǎn)物進行洗滌、固液分離、干燥、焙燒，得到所述多孔固溶體微球；其中，焙燒溫度為400～600℃，焙燒時間為1～5h；

14、(3)將所述多孔固溶體微球與銅源前軀體、鐵源前軀體、助擠劑、造孔劑、玻璃纖維和水混合，得到泥狀物，經(jīng)擠出形成坯體，烘干、焙燒后得到所述煙氣脫硝催化劑。

15、進一步的，步驟(1)中，所述鈦源前驅(qū)體以tio2計，所述鈰源前驅(qū)體以ceo2計，硅源前驅(qū)體以sio2計，所述鈰源前驅(qū)體與所述鈦源前驅(qū)體的質(zhì)量比為(0.5～8):100，所述硅源前驅(qū)體與所述鈦源前驅(qū)體的質(zhì)量比為(0.5～5):100，所述有機醇與所述鈦源前驅(qū)體的體積比為(2～10):100；

16、進一步的，步驟(1)中，所述水熱反應(yīng)的溫度為140～220℃，反應(yīng)時間為6～30h；

17、和/或，步驟(2)中，干燥溫度為60～150℃，干燥時間為1～8h。

18、進一步的，步驟(3)中，所述銅源前軀體以cuo計，所述鐵源前軀體以feo計，所述鈦源前驅(qū)體以tio2計，所述銅源前軀體與所述鈦源前驅(qū)體的質(zhì)量比為(1.0～6):100；

19、和/或，所述鐵源前驅(qū)體與所述鈦源前驅(qū)體的質(zhì)量比為(0.5～3):100；

20、和/或，所述助擠劑與所述鈦源前驅(qū)體的質(zhì)量比為(0.5～3)：100；

21、和/或，所述造孔劑與所述鈦源前驅(qū)體的質(zhì)量比為(0.5～3)：100；

22、和/或，所述玻璃纖維與所述鈦源前驅(qū)體的質(zhì)量比為(2～8)：100；

23、和/或，所述泥狀物的水含量為22～38wt％。

24、進一步的，步驟(3)中，所述烘干溫度為20～90℃，烘干時間為5～18天，烘干環(huán)境條件下空氣相對濕度為30～99％；

25、和/或，所述焙燒溫度為460～650℃，焙燒時間為15～45h。

26、進一步的，所述鈰源前驅(qū)體包括硝酸鈰、硫酸鈰、氯化鈰、醋酸鈰中的至少一種；

27、和/或，所述鈦源前驅(qū)體包括鈦酸四異丙酯和/或鈦酸四丁酯；

28、和/或，所述硅源前驅(qū)體包括硅酸鹽類；

29、和/或，所述有機醇包括乙醇、乙二醇、丙三醇、異丙醇、丁醇中的至少一種；

30、和/或，所述銅源前驅(qū)體包括硝酸銅、氯化銅、硫酸銅中的至少一種；

31、和/或，所述鐵源前軀體包括氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵中的至少一種；

32、和/或，所述助擠劑包括硬脂酸和/或甘油；

33、和/或，所述造孔劑包括聚氧化乙烯和/或聚甲基丙烯酸甲酯。

34、本發(fā)明提供一種煙氣脫硝方法，將上述任一項所述的煙氣脫硝催化劑、或通過上述任一項所述的制備方法制備得到的煙氣脫硝催化劑用于煙氣脫硝反應(yīng)中。

35、本發(fā)明的煙氣脫硝催化劑包括載體和活性組分，載體包括由tio2、ceo2和sio2構(gòu)成的多孔固溶體微球，活性組分包括cuo和feo。該多孔固溶體微球為ceo2和sio2摻雜的改性tio2，具有新的ti-ce-si固溶體結(jié)構(gòu)，可以增加tio2的晶格缺陷和比表面積，不僅可以使活性組分cuo和feo更加均勻地分散在多孔固溶體微球中，并與多孔固溶體微球連接緊密，更大程度地發(fā)揮催化劑活性，提高脫硝效率；還可以有效提高煙氣脫硝催化劑的比表面積，使其不低于62.7m2/g，從而使得該煙氣脫硝催化劑在煙氣脫硝反應(yīng)中，在400～500℃下，nox的轉(zhuǎn)化率不低于75.0％。

技術(shù)特征：

1.一種煙氣脫硝催化劑，其特征在于，所述煙氣脫硝催化劑包括載體、活性組分；所述載體包括由tio2、ceo2和sio2構(gòu)成的多孔固溶體微球，所述活性組分包括cuo和feo；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硝催化劑，其特征在于，所述ceo2與所述tio2的質(zhì)量比為(0.5～8):100，所述sio2與所述tio2的質(zhì)量比為(0.5～5):100；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙氣脫硝催化劑，其特征在于，所述煙氣脫硝催化劑為蜂窩式煙氣脫硝催化劑。

4.一種權(quán)利要求1-3任一項所述的煙氣脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煙氣脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述鈦源前驅(qū)體以tio2計，所述鈰源前驅(qū)體以ceo2計，硅源前驅(qū)體以sio2計，所述鈰源前驅(qū)體與所述鈦源前驅(qū)體的質(zhì)量比為(0.5～8):100，所述硅源前驅(qū)體與所述鈦源前驅(qū)體的質(zhì)量比為(0.5～5):100，所述有機醇與所述鈦源前驅(qū)體的體積比為(2～10):1。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的煙氣脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述水熱反應(yīng)的溫度為140～220℃，反應(yīng)時間為6～30h；

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項所述的煙氣脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述銅源前軀體以cuo計，所述鐵源前軀體以feo計，所述鈦源前驅(qū)體以tio2計，所述銅源前軀體與所述鈦源前驅(qū)體的質(zhì)量比為(1～6):100；

8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項所述的煙氣脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述烘干溫度為20～90℃，烘干時間為5～18天，烘干環(huán)境條件下空氣相對濕度為30～99％；

9.根據(jù)權(quán)利要求4-8任一項所述的煙氣脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，所述鈰源前驅(qū)體包括硝酸鈰、硫酸鈰、氯化鈰、醋酸鈰中的至少一種；

10.一種煙氣脫硝方法，其特征在于，將權(quán)利要求1-3任一項所述的煙氣脫硝催化劑、或通過權(quán)利要求4-9任一項所述的制備方法制備得到的煙氣脫硝催化劑用于煙氣脫硝反應(yīng)中。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種煙氣脫硝催化劑及其制備方法與應(yīng)用，該煙氣脫硝催化劑包括載體、活性組分；載體包括由TiO2、CeO2和SiO2構(gòu)成的多孔固溶體微球，活性組分包括CuO和FeO；且該煙氣脫硝催化劑的比表面積為不低于62.7m2/g；在煙氣脫硝催化劑在煙氣脫硝反應(yīng)中，在400～500℃下，NOx的轉(zhuǎn)化率不低于75.0％。該煙氣脫硝催化劑具有較高的比表面積和高溫?zé)岱€(wěn)定性，可顯著提升煙氣脫硝反應(yīng)中NOx的轉(zhuǎn)化率。

技術(shù)研發(fā)人員：楊岳,賈媛媛,崔煜,巫樹鋒,唐中華,劉興譽,劉軍強,蒲欣,王玉斌,沈聰
受保護的技術(shù)使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19