[发明专利]一种复合脱硝催化剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种复合脱硝催化剂的制备方法，该方法以金属前驱体、HY分子筛和碳化硅粉末为原料，采用超声波离子交换法，在HY分子筛基底表面形成复合脱硝催化剂，包括以下步骤：步骤1、将铜前驱体、锰前驱体和铈前驱体溶于去离子水中，搅拌30～60min，然后超声震荡30～60min得到混合溶液；步骤2、向混合溶液中依次加入碳化硅粉末和HY分子筛，在搅拌条件下水浴加热至70～80℃得到粘稠混合物；步骤3、对粘稠混合物依次进行超声波、室温陈化、干燥、焙烧、泠却处理后即得，其中，碳化硅粉末与HY分子筛的质量比为1:1～4。制得的复合脱硝催化剂活性温度范围宽、起活温度低、脱硝效率高，在不含硫的工况中，在200‑360℃范围内脱硝效率可达95％以上。

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，具体涉及一种复合脱硝催化剂、制备方法及其应用。

背景技术

氮氧化物(NO_X)包括NO、NO₂、N₂O等，是酸雨形成的主要物质，也是区域PM2.5和雾霾的主要形成因素；其主要来源为以煤烟型污染为主的火电、工业窑炉、锅炉烟气等。NOx不仅严重危害人体健康，而且对生态环境和经济持续发展带来极大威胁。采用选择性催化脱硝(SCR)技术可以使NO_X被NH₃或者其他还原剂(如尿素等)选择性还原生成N₂，选择性催化脱硝技术由于脱硝效率高、副产物少、操作简单得到了广泛应用。该项技术的核心是制备高活性的脱硝催化剂，但是目前商用的催化剂主要为V-Mo/TiO₂或V-W/TiO₂，其脱硝温度高，最佳操作区间为300～350℃，活性温度范围窄。该系列催化剂在含SO₂的工况中或烟气温度(300℃)较低的工况中活性较差；分子筛脱硝催化剂(以NaY、SSZ-13和ZSM-5分子筛为主)普遍存在脱硝效率不稳定、在烟气中存在少量二氧化硫的情况下易迅速失活的缺点。因此，研究并制备具有宽温度区间的高抗硫型脱硝催化剂具有重要的理论和实践价值。

发明内容

针对现有技术的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种复合脱硝催化剂、制备方法及其应用，以解决现有技术中脱硝催化剂活性温度范围窄、脱硝效率不稳定的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种复合脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，该方法以金属前驱体、HY分子筛和碳化硅粉末为原料，采用超声波离子交换法，在HY分子筛基底表面形成复合脱硝催化剂。

本发明还具有以下技术特征：

具体的，该方法包括以下步骤：

步骤1、将铜前驱体、锰前驱体和铈前驱体溶于去离子水中，搅拌30～60min，然后超声震荡30～60min得到混合溶液；

步骤2、向步骤1得到的混合溶液中依次加入碳化硅粉末和HY分子筛，在搅拌条件下水浴加热至70～80℃得到粘稠混合物；

步骤3、对得到的粘稠混合物依次进行超声波、室温陈化、干燥、焙烧、冷却处理后即得；

其中，碳化硅粉末与HY分子筛的质量比为1:1～4，。

更进一步的，步骤1中所述的铜前驱体包括硝酸铜；所述锰前驱体包括硝酸锰；所述铈前驱体包括硝酸铈。

更进一步的，步骤1中所述铜前驱体、锰前驱体和铈前驱体的质量比为1：(0.5～2.0)：(0.15～0.8)。

更进一步的，其特征在于，步骤1中所述铜前驱体、锰前驱体和铈前驱体的质量比为1:1.18:0.36。

更进一步的，所述的步骤3中超声波处理时间为15～60min，室温陈化时间为12～48h，干燥温度为100～110℃，干燥时间为2～12h，所述焙烧升温速率为5～8℃/h，焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为1～3h。