[发明专利]一种以TiO2纳米管为载体的低温脱硝催化剂及其制备和应用

说明书

本发明提供一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂，属于脱硝催化剂技术领域。所述催化剂以TiO₂纳米管为载体，并负载MnO_x、CeO₂、Fe₂O₃，以质量百分比计，各组分的质量含量为：MnO_x：3.0‑15％，CeO₂：2.0‑12％，Fe₂O₃：3.0‑15％，TiO₂纳米管：58‑90％。本发明还提供所述催化剂的制备方法和应用。载体TiO₂纳米管富含的氢质子能与碱金属离子进行离子交换，将碱金属离子固定在纳米管的多层管壁内，保护活性组分不受影响，以提高催化剂抗碱金属中毒性能。将MnO_x、CeO₂、Fe₂O₃负载在具有高比表面积的TiO₂纳米管表面，更高的比表面积有效促进了各组分在载体表面的分散，降低烟气中SO₂的氧化率，减少了金属硫酸盐及(NH₄)HSO₄的生成量，提高催化剂的抗硫中毒性能。

技术领域

本发明属于脱硝催化剂技术领域，具体为一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂及其制备和应用。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物之一，是雾霾形成的主因之一。以NH₃为还原剂的选择性催化还原脱硝技术(SCR技术)是控制NO_x污染是最成熟有效的技术手段。最早采用SCR脱硝技术的是电力行业，由于电力行业NO_x排放总量曾超过总量的60％，其对脱硝催化剂的需求总量最大。同时，电力行业烟气排放温度高，SCR技术脱硝效果好，SCR脱硝技术在电力行业发展最完善。目前我国绝大多数电力企业已经完成了脱硝改造，其中超过90％采用的是SCR脱硝技术。但是对于其他重污染行业，如：炼化、焦化、陶瓷、玻璃、水泥等，其NO_x排放量占总量的30～40％，由于排放烟气温度低，同时还可能存在SO₂含量高，H₂O含量高，粉尘含量高，伴有焦油、萘、汞、砷等毒害物质等难题，脱硝整体技术难度大，常规的SCR脱硝技术不能满足排放要求。随着近年脱硫脱硝技术水平的发展，在催化剂和工艺技术方面不断突破，这些行业的低温烟气脱硝改造工程在最近几年正如火如荼地推进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂及其制备和应用。本发明以强碱水热法制备具有高比表面积、有序孔道结构的纳米管状二氧化钛为载体，并采用沉积-沉淀法将MnOx、CeO₂、Fe₂O₃均匀负载在载体表面，改善催化剂结构，提高催化剂的催化活性和抗中毒能力，可以实现在较低温度下高效地脱除工业烟气中的NOx。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种以TiO₂纳米管为载体的低温脱硝催化剂，所述催化剂以TiO₂纳米管为载体，并负载MnO_x、CeO₂、Fe₂O₃，以质量百分比计，各组分的质量含量为：MnO_x：3.0-15％，CeO₂：2.0-12％，Fe₂O₃：3.0-15％，TiO₂纳米管：58-90％。