[发明专利]一种脱硝催化剂、脱硝催化剂的制备方法及脱硝方法

说明书

本发明涉化学工程和环境保护技术领域，提供了一种脱硝催化剂，其包括载体和负载在载体上的氧化锰，载体包括氧化锆和氧化石墨烯；其中，氧化锰与氧化锆的摩尔比为3.5～4.5：1，氧化锰和氧化锆的总质量与氧化石墨烯的质量之比为1000：2～7。提供了一种脱硝催化剂的制备方法，包括：将锰源、锆源和氧化石墨烯进行水热反应后烘干，烘干后焙烧。上述脱硝催化剂，及采用上述方法制得的脱硝催化剂适工作温度宽，且低温条件下表现处较高的活性。本发明还提供了一种脱硝方法，脱硝过程采用上述的脱硝催化剂或者制备方法制得的脱硝催化剂，该方法适合较广的脱硝温度，且低温也能表现出较高活性。

技术领域

本发明涉及脱硝催化剂领域，具体而言，涉及一种脱硝催化剂、脱硝催化剂的制备方法及脱硝方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染源之一，造成NOx的产生的原因可分为两个方面：自然发生源和人为发生源，其中火力发电厂、炼铁厂、化工厂等有燃料燃烧的固定发生源和汽车等移动发生源以及工业流程中产生的中间产物所产生的NOx的排放量占到人为排放总量的90％以上。工业上NOx排放占总排放量的六成，工业源NOx的治理形势仍然非常严峻。

选择性催化还原技术(SCR技术)是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术，其原理是还原气体与NOx反应，将其还原成N₂，其中应用效果最佳、应用范围最为广泛的还原剂为NH₃。其中，使用的催化剂主要为钒系催化剂V₂O₅～WO₃/TiO₂或V₂O₅～MoO₃/TiO₂，其在中高温段(350～400℃)对NOx具有良好的净化效率。由于此类催化剂反应温度较高，选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)装置需布置于省煤器和空气预热器之间，进而出现催化剂易失活，使用寿命不长的问题；同时，流失的钒组分有毒性且易对环境和人体造成严重伤害。由于中低温SCR技术比高温SCR更具有经济优势，所以受到更广泛的关注和研究。随着反应温度的降低，SCR反应器可以布置在除尘器之后，这样不但不影响机组的现有布局，还可以减少催化剂中毒几率，延长催化剂的使用寿命；同时，低温SCR可以有效的减少反应器的体积，节省运行维护的费用等。另外，我国工业窑炉(玻璃窑炉、水泥窑炉等)排放的氮氧化物总量仅次于火电厂，位居第二，而其排烟温度相对较低(大多在150～250℃之间)，使得此类钒系列催化剂不适用工业窑炉的烟气脱硝。因此，开发环境友好型的适合我国国情的低温高效烟气脱硝催化剂十分必要。

现有的可低温使用的脱硝催化剂大多采用柠檬酸法、共沉淀法、浸渍法等方式制备；然而，金属氧化物会发生明显的氧阻抑现象，在高温下容易烧结成块，从而大大降低了金属氧化物催化剂的活性；此外，现有低温脱硝催化剂的最适温度大约在150摄氏度附近，温度进一步降低则催化剂活性会变低，难以实现NOx的完全去除。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明还提供了一种脱硝催化剂，其适用温度范围广，催化活性高，且在较低温度时仍具有较高的活性。

本发明提供了一种脱硝催化剂的制备方法，旨在改善现有的低温脱硝催化剂的高活性最适温度仍不够低、催化剂活性有待提高等问题。

本发明还提供了一种脱硝方法，该方法适用脱硝温度范围广，即使低温脱硝环境下，脱硝效率也较高。

本发明是这样实现的：

一种脱硝催化剂，包括载体和负载在载体上的氧化锰，载体包括氧化锆和氧化石墨烯；其中，氧化锰与氧化锆的摩尔比为3.5～4.5：1，氧化锰和氧化锆的总质量与氧化石墨烯的质量之比为1000：2～7。