[发明专利]一种含钐低温脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含钐低温脱硝催化剂及其制备方法，属于烟气脱硝技术领域。本发明公开的Mn‑Sm‑Ti低温脱硝催化剂，以TiO₂为载体、以MnO₂和Sm₂O₃为活性组分，Ti、Mn和Sm金属组分摩尔比为10.0:(1.0～3.0):(0.1～1.0)。本发明的催化剂采用共沉淀法制备，将Ti(SO₄)₂、Mn(NO₃)₂和Sm(NO₃)₃混合溶液用氨水共沉淀得到Ti(OH)₄、Mn(OH)₂和Sm(OH)₃混合物，经洗涤、过滤、烘干、焙烧得到含钐低温脱硝催化剂。本发明的催化剂不含有毒重金属钒，具有优良的低温催化活性、高选择性和良好的抗SO₂和H₂O中毒性能。

技术领域

本发明属于烟气脱硝技术领域，具体涉及一种含钐低温脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

因燃烧产生的NO_x(氮氧化物)是烟气中最主要的污染物之一，导致雾霾、酸雨和光化学烟雾等环境污染。为降低NO_x污染，2014年9月国家发布了《煤炭节能减排升级与改造计划(2016-2020年)》，随后又对煤电厂提出了“超低排放”的要求，其中要求NO_x排放浓度≤50mg/Nm³。因此，烟气脱硝是当前亟需解决的重要课题。

以NH₃作为还原剂，进行选择性催化还原(即SCR)将NO_x转化成无污染的N₂和H₂O，可以实现烟气脱硝。SCR核心是脱硝催化剂，目前应用最广泛为V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂，在300℃～400℃具有良好的催化活性，但低温(160℃～300℃)催化效果不好。因此，现有SCR脱硝催化剂存在低温催化活性差、且含毒性的V₂O₅等缺点，且应用现有SCR脱硝催化剂NO_x排放浓度远高于50mg/Nm³。

为实现NO_x超低排放，必须研发低温脱硝催化剂。研究表明：以TiO₂为载体的Mn基催化剂在低温下有着较好催化活性。中国发明专利(CN101947443A)公开了一种添加Ce、V的Mn-Ti蜂窝状催化剂：该催化剂采用水热法制备粉体，再经过挤压成形工艺制备。该催化剂的催化活性较好，在120℃～150℃的NO_x转化率达到90％以上；但该催化剂含有有毒重金属V，存在重金属污染等；且该专利未公开该催化剂抗SO₂和抗H₂O毒性能。中国发明专利(CN106423129A)公开了一种中低温CeO₂和TiO₂复合氧化物的脱硝催化剂；该催化剂采用浸渍法制备，在200℃～500℃范围内具有良好的NO_x转化率；但该催化剂在250℃以下NO_x转化率低于90％，且在Ce_0.2W_0.1TiO_y催化剂体系中并未选出最佳稀土金属助剂。中国发明专利(CN108160083A)公开了一种添加Cu、Ce的Mn-Ti基低温脱硝催化剂，该催化剂的脱硝性能稳定，在18h内NO_x转化率能一直保持；但该催化剂在220℃～300℃下NO_x转化率低于80％，没有公开低于220℃的NO_x转化率，其低温催化性能不理想。