一种烟气脱硝催化剂及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明公开了一种烟气脱硝催化剂及其制备方法和用途，该烟气脱硝催化剂以层柱粘土为载体，载体上负载CuO作为活性成分，负载CaTiO3作为助催化剂，其中，CuO的负载量为载体的4～8wt％，CaTiO3的负载量为载体的10～15wt％。本发明以层柱粘土为载体，载体上负载CuO作为活性成分，负载CaTiO3作为助催化剂制备获得的催化剂能够显著提高脱硝催化效率和抗SO2毒化性，获得更宽的脱硝温度窗口；解决了传统V-W-TiO2脱硝催化剂在高温下活性低、抗硫毒能力低的问题。
【专利说明】一种烟气脱硝催化剂及其制备方法和用途
【技术领域】
[0001] 本发明涉及氮氧化物还原【技术领域】，具体涉及一种烟气脱硝催化剂及其制备方法 和用途。
【背景技术】
[0002] 硫、氮氧化物的大量排放使得城市的空气污染加重，排放引发的环境问题已给人 体健康、生态环境以及社会构成巨大的威胁。硫、氮氧化物在大气中会转化为PM2. 5颗粒， 危害人类身体健康；硫和氮的氧化物还会导致严重的酸雨，进而引起植物死亡，土地荒漠 化。
[0003] 根据国家环保总局对全国2177个环境监测站13年监测数据分析表明，我国酸雨 区面积大约为400多万平方公里，区域面积已占全国面积的40%左右。酸雨和二氧化硫污 染每年造成的经济损失高达1100亿元以上。因此，控制煤烟型大气污染将成为我国大气污 染控制领域的长期主要任务，尤其是开展对大气SO 2和NOx的污染控制已迫在眉睫。
[0004] 目前，燃煤电厂最有效的NOx控制技术就是选择性催化还原（SCR)工艺，SCR的核 心技术是高性能的催化剂。传统的SCR催化剂为V 2O5-WO3-TiO2系催化剂，其中，V2O 5为活性 成分，WO3为助催化剂，TiO2为载体，由于该催化剂反应温度要求较高，抗硫中毒能力低，且 易燃结，所以其应用受到了一定的限制。一般而言，现有的脱硝催化剂存在强度低，易粉化， 使用寿命短，制作过程不易成型脱模，且孔隙度不理想，催化效率低，催化剂用量大，成本高 等不足之处。因此，开发一种廉价的脱硝催化剂是选择性催化还原NO x技术迫切需要解决 的问题。
[0005] 层柱粘土催化剂是一种类分子筛的新型粘土矿物材料，是近年来粘土应用领域的 研究热点。它利用粘土矿物的膨胀性和层间的阳离子交换性，将有机阳离子或无机金属阳 离子团引入层间，形成具有一定比表面积和孔结构的纳米复合矿物材料。层柱粘土催化剂 具有比表面积大、表面呈酸性、稳定性较强等优势，在催化材料、环境污染处理等方面有广 阔的应用。此外，层柱粘土的催化效率高、催化剂用量不大、成本也不高，可以很好的通过还 原剂选择性将NO x还原成N2和H2O的无污染物质。
[0006] 公布号为CN102225335A的专利文献公开了一种烟气脱硝催化剂，该催化剂包括 钛层柱粘土作为载体，载体上负载CuO作为活性组分，负载CeO 2作为活性组分助剂，其中 CuO质量为载体的5?10%，Ce02质量为载体的1?2%。虽然该催化剂的比表面积、热稳 定性以及脱硝效率和活性温度窗口都有所提1?，但仍存在不足，还有待进一步的提
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种烟气脱硝催化剂及其制备方法和用途，该烟气脱硝催化剂具有 脱硝催化效率高、脱硝温度窗口宽，抗SO 2毒化性强的优点。
[0008] -种烟气脱硝催化剂，以层柱粘土为载体，载体上负载CuO作为活性成分，负载 CaTiO3作为助催化剂，其中，CuO的质量为载体的4?8wt %，CaTiO3的质量为载体的10? 15wt % ο
[0009] 作为优选，CaTiO3的负载量为载体的12wt%。
[0010] CuO脱除NOx的机理是氧化铜与气相中的氧或SO2反应生成氧化铜或硫酸铜，在一 定温度下，通过向烟气加入氨，使其与氧化铜和硫酸铜发生脱硝催化反应，反应式如下：
[0011]
【权利要求】
1. 一种烟气脱硝催化剂，以层柱粘土为载体，其特征在于，载体上负载CuO作为活性成 分，负载CaTi03作为助催化剂，其中，CuO的负载量为载体的4?8wt %，CaTi03的负载量为 载体的10?15wt%。
2. 如权利要求1所述的烟气脱硝催化剂，其特征在于，CaTi03的负载量为载体的 12wt%。
3. 如权利要求1所述的烟气脱硝催化剂，所述层柱粘土的原料为累托土、云蒙石、膨润 土、蒙脱土和蒙皂石中的一种。
4. 一种如权利要求1?3任一项所述的烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1) 层柱粘土的原料与水混合后，得到质量分数为1. 〇?7. 5%的悬浮液；将悬浮液与 金属氧化物交联剂进行离子交换，经过滤、洗涤、干燥和焙烧后，得到层柱粘土； (2) 将层柱粘土与CuO前驱体、CaO前驱体和水混合，经老化、干燥和煅烧后，得到所述 的烟气脱硝催化剂。
5. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的金属氧化物交联剂中的金属元 素为钛、铜、铁、钙、铝和锆中的一种或两种。
6. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物交联剂与层柱粘土的 原料的用量比为10?30mmol/g。
7. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述CuO前驱体为CuO粉末与双氧水， CaO前驱体为碳酸钙粉末。
8. -种如权利要求1?3所述的烟气脱硝催化剂在烟气脱硝中的用途。
【文档编号】B01J23/78GK104383926SQ201410648173
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】隋成华, 徐丹阳, 卢忠 申请人:浙江工业大学