[发明专利]一种SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种SCR脱硝催化剂及其制备方法，该脱硝催化剂以钛锆氧化物为载体、锰的氧化物为活性成分以及铈的氧化物为助催化剂，其制备方法包括如下步骤：按照摩尔比称量上述钛氧化物的前驱体四氯化钛、锆氧化物的前驱体ZrOCl₂·8H₂O、锰的氧化物前驱体硝酸锰溶液及铈的氧化物前驱体硝酸铈，采用共沉淀法制备TiO₂‑ZrO₂载体，将该载体加入到硝酸锰溶液中，混合并溶于去离子水，加入硝酸铈，搅拌浸渍，待水分蒸干后，烘干，研磨及煅烧，即制得CeO₂‑MnO₂/TiO₂‑ZrO₂催化剂。本发明制得的催化剂具有较低的起活温度、极高的脱硝效率和抗硫性能；同时，该制备方法用料简单、操作放便、易于工业化生产。

技术领域

本发明属于催化剂领域，尤其涉及一种SCR催化剂及其制备方法。

背景技术

燃煤电站原有的烟道布局空间有限，需要在烟气除尘与脱硫后进行脱硝。但是，由于后端的烟气温度已降至120-150℃，倘若对其进行二次加热，将增加能耗，造成资源浪费，而且高温下也将加重催化剂的SO₂中毒，造成催化剂失活，降低催化剂的使用寿命。因此，迫切需要研发一种低温下性能好的SCR脱硝催化剂。

目前脱硝效率较高的SCR脱硝技术所采用的(商业)催化剂多为中温段催化剂(即工作温度为300～450℃)，而关于低温催化剂(即工作温度为200～300℃)及超低温催化剂(即工作温度为200℃以下)的研究却很少，其中，对于低温催化剂的研究主要还是集中在锰基和钒基，此种催化剂在SO₂和水存在的情况下，其催化活性会明显下降。

因此，现研究主要是对传统商业催化剂进行改性，以制备出低温下的SCR脱硝催化剂，其主要有两个研究方向：一是在活性组分中掺杂金属氧化物作为助剂；二是采用比表面积更大、性能更优的复合载体。相对而言，采用掺杂贵金属氧化物来提高性能的研究比较多，但因其价格昂贵，因此无法实现大规模的工业化应用；而对于能够真正实现工业化应用的复合载体的研究却非常少。

发明内容

发明目的：本发明第一目的是提供一种具有极低的起活温度、极高的脱硫效率和抗硫性能的SCR脱硝催化剂；本发明的第二目的是提供该催化剂的制备方法。

技术方案：本发明的SCR脱硝催化剂包括载体、活性成分以及助催化剂，所述载体为钛锆氧化物、活性成分为锰的氧化物、助催化剂为铈的氧化物，其中，铈、锰、钛以及锆的摩尔比为0.08～0.2:0.4～1:0.8～1.2:1，优选为0.1～0.16:0.6～0.9:0.9～1.1:1。

进一步说，本发明的钛锆氧化物为TiO₂-ZrO₂，铈的氧化物为CeO₂，锰的氧化物为MnO₂、Mn₂O₃或Mn₃O₄。

本发明SCR脱硝催化剂的制备方法包括如下步骤：按照摩尔比称量上述钛氧化物的前驱体四氯化钛、锆氧化物的前驱体ZrOCl₂·8H₂O、锰的氧化物前驱体硝酸锰溶液及铈的氧化物前驱体硝酸铈，采用共沉淀法制备TiO₂-ZrO₂载体，将该载体加入到硝酸锰溶液中，混合并溶于去离子水，加入硝酸铈，搅拌浸渍，待水分蒸干后，烘干，研磨及煅烧，即制得CeO₂-MnO₂/TiO₂-ZrO₂催化剂。

进一步说，搅拌浸渍是先在20～25℃条件下搅拌2～2.5h，再在80～90℃条件下搅拌浸渍4～5h，搅拌优选在油浴条件下进行，烘干是在100～120℃条件下干燥11～13h，煅烧是在400～500℃条件下煅烧3～4h。