本發(fā)明涉及催化技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種SCR脫硝催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加快，環(huán)境污染問(wèn)題的關(guān)注度逐漸提高，尤其是NO_X的排放問(wèn)題。硝酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣含有大量的NO_X，直接排入大氣中會(huì)造成嚴(yán)重的污染，因此，對(duì)NO_X的處理尤為重要。目前煙氣脫硝技術(shù)主要有吸收法、氫化還原法、氣相反應(yīng)法等幾類(lèi)。吸收法使用水/堿液/固體吸收，但是對(duì)NO吸附效率低，排放高。氫化還原法，使用氫氣、烴類(lèi)隊(duì)尾氣中的氧以及氮氧化物進(jìn)行還原，由于硝酸尾氣中約含有3％的氧，導(dǎo)致還原體氣有限與氧發(fā)生反應(yīng)，消耗大量還原劑，且此種催化劑易中毒。目前脫硝效率最高、最為成熟的技術(shù)是選擇性催化還原(SCR)技術(shù)。

NH₃-SCR是指在有氧情況下、合適的溫度范圍(80～400℃)內(nèi)，還原劑NH₃在催化劑的作用下，將NO x選擇性還原為N₂和水。其反應(yīng)式如下：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O (1)

4NH₃+2NO₂+O₂→3N₂+6H₂O (2)

8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O (3)

工業(yè)中大部分NOx脫除主要是以反應(yīng)(1)為主。SCR過(guò)程中不希望生成N₂O，它不僅會(huì)降低反應(yīng)的選擇性，而且還作為臭氧層破壞氣體和溫室氣體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種SCR脫硝催化劑及其制備方法。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種SCR脫硝催化劑制備方法，包括蜂窩陶瓷載體的制備和涂層的制備，其特征在于，包括以下步驟：

a)將陶土和二氧化鈦混配，練泥得到泥料；

b)將所述步驟a)得到的泥料干燥、陳腐，得到含水量小于15％的泥料；

c)步驟b)陳腐后的泥料進(jìn)入擠制機(jī)，在6～8MPa的壓力下經(jīng)過(guò)模具擠制成濕的蜂窩體；

d)步驟c)所得濕的蜂窩體加入干燥器，在105～140℃下經(jīng)過(guò)40～65h的干燥；

e)步驟d)干燥定型后的蜂窩體進(jìn)入焙燒爐進(jìn)行焙燒，在450～550℃下焙燒10～30h，經(jīng)過(guò)8～15h冷卻至常溫。

f)將步驟e)所得成品進(jìn)行切割，并進(jìn)行前端硬化耐磨處理，獲得SCR脫硝催化劑載體成品。

g)將涂層的各組分混配，水解；

h)水解后過(guò)濾，不溶物在75～90℃下干燥，100～150℃下煅燒；

i)步驟h)煅燒后的產(chǎn)物冷卻至室溫，通過(guò)磨料機(jī)磨成粉末，得到涂層物料。

進(jìn)一步的，所述步驟a)中加入添加劑玻璃纖維。

進(jìn)一步的，步驟g)加入的組分還包括助催化金屬。

進(jìn)一步的，所述制備好的涂層均勻的噴涂于催化劑載體表面。

一種根據(jù)上述方法制備的SCR脫硝催化劑，包括催化劑載體、催化劑活性組分和助劑，其特征在于，以催化劑總重量計(jì)，所述催化劑載體占85wt％～90wt％，催化劑活性組分占5wt％～15wt％，助劑1wt％～6wt％；催化劑載體為陶土和二氧化鈦混合支撐骨架，催化劑活性組分為V2O5、Cr2O3、NiO、CeO2和Gd2O3中的一種或幾種，助劑為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鈉或氧化鉀中的一種或幾種。

進(jìn)一步的，以催化劑載體總重量計(jì)，所述陶土占85～90％。二氧化鈦占5％～10％。

進(jìn)一步的，以催化劑總重量計(jì)，所述活性組分V₂O₅重量為5～10％、Cr₂O₃為3～5％和Gd₂O₃為2～3％。

進(jìn)一步的，所述助劑為氧化鋁和氧化鈣的混合物。

有益效果：本發(fā)明所得催化劑具有體積小，高轉(zhuǎn)化效率及良好的催化活性和優(yōu)秀的氨利用率。

附圖說(shuō)明

圖1為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上某催化劑脫硝效率圖，圖中所示曲線(xiàn)從上至下依次為：NO₂轉(zhuǎn)化率、NO_X轉(zhuǎn)化率和NO轉(zhuǎn)化率。

圖2為本發(fā)明SCR脫硝催化劑脫硝效率圖，圖中所示從上至下曲線(xiàn)依次為：NO₂轉(zhuǎn)化率、NO_X轉(zhuǎn)化率和NO轉(zhuǎn)化率。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例制備一種SCR脫硝催化劑，制備方法包括以下步驟：

a)將陶土900g和二氧化鈦100g混配，練泥得到泥料；

b)將所述步驟a)得到的泥料干燥、陳腐，得到含水量10％的泥料；

c)步驟b)陳腐后的泥料進(jìn)入擠制機(jī)，在6MPa的壓力下經(jīng)過(guò)模具擠制成濕的蜂窩體；

d)步驟c)所得濕的蜂窩體加入干燥器，在105℃下經(jīng)過(guò)50h的干燥；

e)步驟d)干燥定型后的蜂窩體進(jìn)入焙燒爐進(jìn)行焙燒，在500℃下焙燒20h，經(jīng)過(guò)10h冷卻至常溫。

f)將步驟e)所得成品進(jìn)行切割，并進(jìn)行前端硬化耐磨處理，獲得SCR脫硝催化劑載體成品。

g)將V₂O₅60g、Cr₂O₃40g、Gd₂O₃ 30g和氧化鋁混配，水解；

h)水解后過(guò)濾，不溶物在80℃下干燥，120℃下煅燒；

i)步驟h)煅燒后的產(chǎn)物冷卻至室溫，通過(guò)磨料機(jī)磨成粉末，得到涂層物料。

J)所述制備好的涂層均勻的噴涂于催化劑載體表面。得到成品SCR脫硝催化劑。

實(shí)施例2

本實(shí)施例制備一種SCR脫硝催化劑，制備方法包括以下步驟：

a)將陶土900g和二氧化鈦100g混配，練泥得到泥料；

b)將所述步驟a)得到的泥料干燥、陳腐，得到含水量15％的泥料；

c)步驟b)陳腐后的泥料進(jìn)入擠制機(jī)，在8MPa的壓力下經(jīng)過(guò)模具擠制成濕的蜂窩體；

d)步驟c)所得濕的蜂窩體加入干燥器，在115℃下經(jīng)過(guò)40h的干燥；

e)步驟d)干燥定型后的蜂窩體進(jìn)入焙燒爐進(jìn)行焙燒，在450℃下焙燒10h，經(jīng)過(guò)8h冷卻至常溫。

f)將步驟e)所得成品進(jìn)行切割，并進(jìn)行前端硬化耐磨處理，獲得SCR脫硝催化劑載體成品。

g)將V₂O₅50g、Cr₂O₃30g、Gd₂O₃ 20g、氧化鋁和氧化鈣混配，水解；

h)水解后過(guò)濾，不溶物在75℃下干燥，100℃下煅燒；

i)步驟h)煅燒后的產(chǎn)物冷卻至室溫，通過(guò)磨料機(jī)磨成粉末，得到涂層物料。

J)所述制備好的涂層均勻的噴涂于催化劑載體表面。得到成品SCR脫硝催化劑。

實(shí)施例3

本實(shí)施例制備一種SCR脫硝催化劑，制備方法包括以下步驟：

a)將陶土900g和二氧化鈦100g混配，練泥得到泥料；

b)將所述步驟a)得到的泥料干燥、陳腐，得到含水量8％的泥料；

c)步驟b)陳腐后的泥料進(jìn)入擠制機(jī)，在6MPa的壓力下經(jīng)過(guò)模具擠制成濕的蜂窩體；

d)步驟c)所得濕的蜂窩體加入干燥器，在140℃下經(jīng)過(guò)65h的干燥；

e)步驟d)干燥定型后的蜂窩體進(jìn)入焙燒爐進(jìn)行焙燒，在550℃下焙燒30h，經(jīng)過(guò)15h冷卻至常溫。

f)將步驟e)所得成品進(jìn)行切割，并進(jìn)行前端硬化耐磨處理，獲得SCR脫硝催化劑載體成品。

g)將V₂O₅100g、Cr₂O₃50g、Gd₂O₃ 30g和氧化鋁混配，水解；

h)水解后過(guò)濾，不溶物在90℃下干燥，150℃下煅燒；

i)步驟h)煅燒后的產(chǎn)物冷卻至室溫，通過(guò)磨料機(jī)磨成粉末，得到涂層物料。

J)所述制備好的涂層均勻的噴涂于催化劑載體表面。得到成品SCR脫硝催化劑。

實(shí)施例4

本實(shí)施例制備一種SCR脫硝催化劑，制備方法包括以下步驟：

a)將陶土900g和二氧化鈦100g混配，練泥得到泥料；

b)將所述步驟a)得到的泥料干燥、陳腐，得到含水量12％的泥料；

c)步驟b)陳腐后的泥料進(jìn)入擠制機(jī)，在6MPa的壓力下經(jīng)過(guò)模具擠制成濕的蜂窩體；

d)步驟c)所得濕的蜂窩體加入干燥器，在120℃下經(jīng)過(guò)50h的干燥；

e)步驟d)干燥定型后的蜂窩體進(jìn)入焙燒爐進(jìn)行焙燒，在480℃下焙燒10h，經(jīng)過(guò)8h冷卻至常溫。

f)將步驟e)所得成品進(jìn)行切割，并進(jìn)行前端硬化耐磨處理，獲得SCR脫硝催化劑載體成品。

g)將V₂O₅50g、Cr₂O₃30g、Gd₂O₃ 20g和氧化鋁混配，水解；

h)水解后過(guò)濾，不溶物在85℃下干燥，125℃下煅燒；

i)步驟h)煅燒后的產(chǎn)物冷卻至室溫，通過(guò)磨料機(jī)磨成粉末，得到涂層物料。

J)所述制備好的涂層均勻的噴涂于催化劑載體表面。得到成品SCR脫硝催化劑。