[发明专利]一种烟气低温脱硝负载型钴锰氧化物催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气脱硝催化剂技术领域，具体涉及烟气低温脱硝负载型催化剂及其制备方 法。

技术背景：

氮氧化物(NO_x，硝)是一种重要的空气污染物，可导致形成酸雨及光化学烟雾，对人 体的直接性危害也较大。NO_x的主要来源是化学燃料的燃烧，包括燃煤电厂、工业锅炉、机 动车尾气等，其中燃煤电厂NO_x的排放量占我国NO_x排放量的一半以上。因此，控制NO_x的排放已成为燃煤电厂继烟气除尘、脱硫之后的第三项重点治理工作。目前工业上最成熟的 脱硝方法是以NH₃为还原剂的SCR(选择性催化还原)工艺。目前商用的WO₃-V₂O₅/TiO₂脱 硝催化剂在较高的工作温度(300-400℃)下非常有效，为了保持烟气的温度，常用的脱硝工 艺是将SCR反应器置于除尘器和脱硫器之前的高温脱硝工艺，而这种工艺存在催化剂因硫中 毒和灰尘的磨损易失活的缺点。近年来，将SCR反应器置于除尘器和脱硫器之后的低温脱硝 工艺受到了广泛关注，而该工艺的关键是高活性SCR低温催化剂的研发，其中研究发现以 MnOx为主要活性物质的催化剂表现出良好的低温脱硝活性。

发明内容：

本发明的目的是针对现有烟气低温脱硝催化剂及其制备方法的不足，提供一种以二氧化 钛、三氧化二铝、HY分子筛或二氧化硅为载体的负载型钴锰氧化物烟气低温脱硝催化剂及 其制备方法，用本发明方法制备的催化剂具有制备方法简单、成本低廉、催化剂脱硝效率高、 稳定性好等优点。

本发明的机理：在NH₃-SCR脱除NO_x的反应中，NO_x可通过标准SCR(Eq.1)和快速 SCR(Eq.2)两种途径被还原脱除。

2NH₃+NO+NO₂→2N₂+3H₂O(Eq.2)

研究表明，快速SCR反应具有更高的脱硝效率，其反应速率是标准SCR反应的10倍以 上。而烟气中的NO_x主要以NO存在，主要通过标准SCR反应脱除。如果催化剂能有效催化 NO氧化生成NO₂，可使NO_x较多的通过快速SCR(Eq.2)反应脱除，理论上可提高SCR的反 应效率。Muhammad等报道的钴氧化物催化剂(AppliedCatalysisB：Environmental200818： 267)称钴氧化物可有效催化NO氧化生成NO₂。因而钴锰氧化物催化剂可同时发挥钴氧化物 对NO的高氧化活性和锰氧化物优秀的低温脱硝活性，使反应体系中同时存在快速SCR和标 准SCR反应，大大提高了催化剂的低温脱硝活性(中国专利CN104324729A)。而加入TiO₂、 Al₂O₃、HY分子筛或SiO₂载体后，活性组分能均匀分散在载体上，可影响催化剂的表面性质 及表面形貌结构，在保持催化剂较高活性的同时，提高了催化剂的稳定性并降低成本。

实现本发明目的技术方案是：一种用于烟气低温脱硝负载型催化剂及其制备方法，以钴 锰混合氧化物为活性成分，以高比表面积的纳米亲水TiO₂、Al₂O₃、HY分子筛或SiO₂为载体 的负载型CoOx-MnO_y/TiO₂、CoOx-MnO_y/Al₂O₃、CoOx-MnO_y/HY或CoOx-MnO_y/SiO₂催化剂。