[发明专利]一种Mn系低温脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种Mn系低温脱硝催化剂，还涉及该种Mn系低温脱硝催化剂的制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO_X)是主要的大气污染物之一，包括NO、NO₂等多种氮的氧化物，对人体健康和动植物生存都会造成一定的伤害，如形成酸雨、光化学烟雾等，而且还会产生多种二次污染。氮氧化物是生成臭氧的重要前体物之一，也是形成区域细粒子污染和雾霾的重要原因，从而使我国珠江三角洲等经济发达地区大气能见度日趋下降，雾霾天数不断增加。在环保意识和要求越来越强烈的今天，如何除去氮氧化物的排放，成为越来越急迫的问题。

目前，我国的氮氧化物主要从煤燃烧和工业烟雾排放产生，传统用于除去氮氧化物的低温脱硝催化剂存在的主要问题在于：低温下对NH₃的化学吸附能力较差，从而导致催化剂活性较差；要提高低温下的性能，需增加催化剂活性组分含量，但同时会导致SO₂/SO₃的转化率升高，大大降低了催化剂的使用寿命。

发明内容

本发明公开了一种Mn系低温脱硝催化剂，在低温下提高对NH₃的化学吸附能力，从而提高催化剂活性，同时降低了SO₂/SO₃的转化率，延长了Mn系低温脱硝催化剂的使用寿命。

本发明的另一目的是提供该种Mn系低温脱硝催化剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种Mn系低温脱硝催化剂，包括以下组分，各组分按照质量百分比分别为：

其中，MnOx包括MnO₂、Mn₂O₃、Mn₃O₄中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的Mn系低温脱硝催化剂中，γ-Al₂O₃作为载体，其本身具有丰富的酸性位，由拟薄水铝石在450～650℃范围内煅烧而生成；MnOx、CeO₂为活性组分，将NO还原成N₂，MnOx主要包括MnO₂、Mn₂O₃、Mn₃O₄等，为乙酸锰高温煅烧的产物，而CeO₂为乙酸铈的煅烧产物；FeSO₄为助剂，主要为催化剂提供酸性位，包括B酸和L酸，提供催化剂活性，同时提高了催化剂的抗硫化性能和降低了SO₂/SO₃的转化率，从而延长Mn系低温脱硝催化剂的化学寿命。

所谓B酸和L酸，是由BronstedJN和LowryTM提出，凡是能放出质子的物质为酸，也就是B酸，能与质子结合的物质为碱，酸放出质子后即形成该酸的共轭碱，同样，所有的碱也有着共轭酸。根据质子论的定义，酸的强度就是它给出质子的倾向的大小，碱的强度就是它接受质子的倾向的大小，因此，一个酸越是强，它的共轭碱越是弱，不同强度的酸碱之间可以发生反应。酸碱反应是酸中的质子转移给碱，反应方向是质子从弱碱转移到强碱。

优选的，各组分按照质量百分比分别为：

优选的，各组分按照质量百分比分别为：

优选的，各组分按照质量百分比分别为：

该种Mn系低温脱硝催化剂的制备方法，依次包括以下步骤：在混炼机中加入300～600重量份拟薄水铝石、5～20重量份硅溶胶、5～20重量份田菁粉、5～30重量份FeSO₄和50～150重量份水，混炼30～60min；再加入150～350重量份乙酸锰、40～150重量份乙酸铈、15～45重量份玻璃纤维和10～35重量份稀硝酸，其中，稀硝酸的质量浓度为5％，继续混炼60～80min，生成预混料；将得到的预混料经过陈腐12～16h，然后经挤出机挤出得到蜂窝状脱硝催化剂单元；所得蜂窝状脱硝催化剂单元经自然风干8～12d，再进入隧道式加热炉煅烧30～40h，得到Mn系低温脱硝催化剂。