[发明专利]一种低温锰基SCR脱硝催化剂的制备方法及其在烟气脱硝中的应用

说明书

一种低温锰基SCR脱硝催化剂的制备方法及其在烟气脱硝中的应用，属于烟气脱硝技术领域，包括催化剂载体预制，催化剂载体微孔修饰，浸渍煅烧；铈盐、钨酸盐、过硫酸盐、硫酸锆溶于水后加高分子表面活性剂，搅拌，加入硅烷偶联剂和碳化铪粉末，反应得到的胶状溶液经水热反应得到催化剂载体；浸渍煅烧，微孔修饰的催化剂载体经浸渍、水分蒸发、烘干、煅烧后得到锰基SCR脱硝催化剂。本发明制备出了低温下抗SO₂、抗H₂O性能好的锰基脱硝催化剂，其脱硝效率在80℃、110℃、140℃、170℃、200℃下分别为85.7~87.3%、93.1~94.2%、93.8~95.5%、88.6~90.2%、81.6~83.9%。

技术领域

本发明涉及一种低温锰基SCR脱硝催化剂的制备方法及其在烟气脱硝中的应用，属于烟气脱硝技术领域。

背景技术

氨选择性催化还原氮氧化物(SCR)技术被认为是目前治理氮氧化物污染的最为有效的技术之一。SCR技术的核心是脱硝催化剂，近几十年来V₂O₅—WO₃/TiO₂催化剂一直是脱硝催化剂的主流，但该催化剂反应活性温度范围较高，一般在300~400℃，且钒的生物毒性容易造成对环境造成二次污染，此外高温时TiO₂由锐钛矿变为金红石相的相变过程造成催化剂失活也限制了这一商业催化剂的进一步应用，因此迫切需要研发高催化活性的环境友好型催化剂。锰基SCR脱硝催化剂是目前该领域研究和报道最多的催化剂之一。

锰基SCR脱硝催化剂虽然反应温度低，催化活性高，但由于在低温条件下对N₂的选择性差，对SO₂和H₂O的抵抗性能较差，容易在烟气中失活。为解决锰基催化剂的这些缺点，该领域技术人员对锰基催化剂做了大量研究工作。

中国专利CN101879452A公开了一种锰基低温脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂为Mn、Fe、Sn、Ce的复合氧化物，该复合氧化物催化剂具有良好的抗硫性能，但抗水性较差。

中国专利CN108031482A公开了一种高温型含磷铈锰锡复合脱硝催化剂，所述含磷铈锰锡复合脱硝催化剂由磷酸铈、三氧化二锰和氧化锡复合制成，该催化剂在较高的温度区间(300℃～500℃)具有较高的氮氧化物脱除率，此外该催化剂也具有较好的抗水性，但是该催化剂并不具有抗SO₂性能。

以上可以看到，锰基SCR脱硝催化剂仍然存在低温条件下抗SO₂、抗H₂O性能差的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种低温锰基SCR脱硝催化剂的制备方法及其在烟气脱硝中的应用，实现以下发明目的：制备出低温下抗SO₂、抗H₂O性能好的高活性脱硝催化剂。

为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：

一种低温锰基SCR脱硝催化剂的制备方法及其在烟气脱硝中的应用，包括催化剂载体预制，催化剂载体微孔修饰，浸渍煅烧。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

步骤1 催化剂载体预制

将铈盐、钨酸盐、过硫酸盐、硫酸锆溶于去离子水中，然后加入高分子表面活性剂，用盐酸调节pH=3.5~4.5，搅拌至澄清透明状态后加入硅烷偶联剂，然后缓慢加入碳化铪粉末，室温搅拌反应12~24小时，将得到的胶状溶液转移入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，水热反应后过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，再用无水乙醇洗涤三次后干燥得到催化剂载体；

所述水热反应，温度190~240℃，反应时间3~8小时；

所述铈盐为硫酸铈、硝酸铈、氯化铈中的一种；