[发明专利]一种低温脱硝MnOx-CuO-TiO2催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及到低温烟气脱硝领域，具体涉及一种低温脱硝MnOx-CuO-TiO₂催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

NOx是燃煤火电厂排放的重要大气污染物之一，是酸雨和光化学烟雾的重要成因。初步测算，“十二五”期间国内火力发电行业的NO_X排放量将达到1200万吨左右。由于我国酸雨类型己从硫酸类酸雨转为硝酸、硫酸类混合型酸雨，对环境及人体健康造成了极大的危害。因此，NO_X的治理成为国家“十二五”计划中大气污染物治理的工作重点。

以NH₃为还原剂的选择性催化还原脱硝技术(SCR技术)是控制火电厂NOx污染的有效手段。该方法通常是在350-400℃的范围内，以V₂O₅+WO₃(MoO₃)/TiO₂为催化剂来脱除NOx。催化剂的工作温度范围决定了SCR脱硝反应器必须布置在锅炉的省煤器和空气预热器之间，这样一来，由于烟气未经过脱硫和除尘，烟气中的SO₂易于与NH₃反应而生成NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄以及飞灰而造成催化剂的孔隙堵塞。此外，由于进入SCR反应器的烟气未经过除尘，飞灰中所含的K₂O、CaO和AS₂O₃等容易造成催化剂的中毒，会降低其使用寿命。另外，对于一些老电厂来说，由于空间和管道的局限性，建造位于锅炉省煤器和空气预热器之间的SCR反应器的改造费用很高。

如果能够开发出高效的SCR低温催化剂，则可以很好的解决上述问题。同现有的SCR技术相比，低温SCR并不会增加额外的设备，反而由于其位于静电除尘器和湿法烟气脱硫系统之后，通过反应器的烟气具有低温、低硫和低尘的特性，对反应器的钢结构和吹灰装置，并且能够在一定程度上降低成本。同时由于不用对烟气进行预热，节省了大量能耗以及装置改造费用。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述高温脱硝过程中存在的催化剂中毒和催化剂使用寿命短等技术问题而提供一种低温脱硝MnOx-CuO-TiO₂催化剂。

本发明的目的之二在于提供上述的一种低温脱硝MnOx-CuO-TiO₂催化剂的制备方法。

本发明的目的之三在于将上述的低温脱硝MnOx-CuO-TiO₂催化剂在烟气脱硝中进行应用。

本发明的技术原理

选择性催化还原（SCR）技术是在催化剂作用下，还原剂NH₃ (液氨、氨水、尿素等)与烟气中的NO_X反应，将烟气中的NO_X还原为无毒无污染的N₂和H₂O。SCR法脱硝技术是目前国内外最成熟可靠的脱硝技术，脱硝效率高，系统安全稳定。反应原理如下：

在有氧的条件下主要反应：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O 

4NH₃+2NO₂+O₂→3N₂+6H₂O 

  NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O。

本发明的技术方案

一种低温脱硝MnOx-CuO-TiO₂催化剂，由载体和活性组分两部分组成，所述低温脱硝MnOx-CuO-TiO₂催化剂的载体为粒径为30～60nm的TiO₂，活性组分为MnOx和CuO，其中MnOx为MnO₂，Mn₃O₄，Mn₂O₃中的一种或两种以上组成的混合物；

所述的低温脱硝MnOx-CuO-TiO₂催化剂中按所含的金属元素Mn、Ti、Cu的摩尔比计算，其中Mn：Ti：Cu为0.2-0.6：1：0.1-0.2。