[发明专利]一种多孔海绵状CrMnOX/硅酸铝纤维棉低温烟气脱硝催化剂的制备

说明书

本发明属于烟气脱硝领域，尤其是一种水热法原位生长的多孔海绵状CrMnO_X/硅酸铝纤维棉低温烟气脱硝催化剂。本发明针对现有脱硝催化剂载体不易成型，在实际使用中容易堵塞，活性组分在催化剂载体上不易固定，在烟气管道实际使用中催化剂不易裁剪，以及单纯MnO_X催化剂容易被SO₂毒化等诸多缺点。提供一种水热法原位生长的多孔海绵状CrMnO_X/硅酸铝纤维棉烟气脱硝催化剂及其制备方法。以酸化后的多孔纤维状硅酸铝纤维棉为载体，使用水热法原位负载CrMnO_X作为活性组分，本发明制备的催化剂工艺简单，催化剂低温活性范围广，脱硝效率高，且易于运输和裁剪，可以广泛应用于实际电厂脱硝项目。

技术领域

本发明属于烟气脱硝领域，尤其是一种多孔海绵状CrMnO_X/硅酸铝纤维棉低温烟气脱硝催化剂。

背景技术

随时全球汽车数量的剧增以及化石能源的燃烧，NO_x(NO/N₂O/NO₂)的排放量逐年增加。造成酸雨，化学烟雾能诸多环境问题，对人们的生活环境造成极大污染。因此用化学方法处理环境中排放的NO_x (NO/N₂O/NO₂)，使其变成无毒的N₂变的非常重要。选择性催化还原法(selective catalytic reduction,SCR) 是当今国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术。该方法采用NH₃作为还原剂，将NOx还原成N₂。目前，钒钨铁系列催化剂常被用作燃煤火电厂脱硝催化剂。但其脱硝温度较高，因此只能将装置布置于省煤器和空气预热器之间，但此处烟气中存在大量飞灰，飞灰中含有碱金属，砷和束等物质，会侵蚀和毒化催化剂，导致催化剂失活，降低其使用寿命。所需燃料成本高。Mn元素因具有+2、+4、+6、+7等多种价态，且价态之间转变所需要的活化能较低，因此在低温下具有优异的脱硝性能，因此是公认的低温脱硝催化剂活性组分，但MnO₂本身也有诸多缺陷，例如抗SO₂性能差，抗水性能差，催化剂高温下容易团聚等诸多问题，因此改变MnO₂的缺陷成为近几年脱硝领域的研究重点，主要以Fe、V、Cr等金属氧化物进行掺杂或复合提升MnO₂的表面酸性或比表面积，降低SO₂对MnO₂的毒化作用。但活性组分主要以颗粒状为主，比表面积较小，且高温下或在水蒸气存在下容易发生团聚，造成活性的下降。

2017年中国专利CN106925294A公开公开一种以泡沫金属镍为载体负载MnO₂为活性组分的脱硝催化剂。将泡沫镍为载体，将MnO₂以浸渍的方法负载在泡沫镍上面，通过烘干、焙烧、等一系列工艺制备催化剂。该方法虽然借助泡沫镍的三维多孔结构，解决了实际应用脱硝催化剂不易成型，容易堵塞的问题，且获得了较好的脱硝性能。但该方法仍有诸多不足：(1)通过浸渍工艺将MnO₂负载在泡沫镍上面，MnO₂团聚严重，且以颗粒状存在，不能形成多孔海绵状。(2)以单独的MnO₂作为活性组分，催化剂抗SO₂性能差，副反应严重。(3)所使用的泡沫镍虽然具有三维多孔结构，且易于剪切，但价格昂贵，造成催化剂的成本上升。

发明内容