[发明专利]一种中低温选择性催化还原脱硝催化剂制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，具体涉及一种烟气脱硝催化剂的制备，特别是一种新型高效中低温选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的浸渍液的配方组成及该催化剂的制备方法。

背景技术

在环境保护领域，NO_x的排放正受到越来越多的关注，它的主要成分是NO和NO₂，其中，NO占NO_x的90％以上，对自然环境和人体健康极具破坏作用，会引起诸如光化学烟雾、酸雨、温室效应和臭氧层空洞效应等重大环境问题，污染严重；NO的毒性很大，与血红蛋白的亲和力是CO的1000多倍，会严重损失人的眼睛和胃，毒害很大。我国NO_x的排放量在2006年就超过了2600万t，排放量很大，严峻的大气环境形势要求进一步重视大气污染的治理工作。目前，世界各国对大气污染物的排放制定了越来越严格的标准，因此，大气污染控制的技术必须不断提高。

中低温条件下NO_x的净化一直是国内外大气污染控制领域的难点。烟气中NO_x的脱除方法比较受关注的有湿法和干法。烟气NO_x的湿法脱除技术即利用液相化学试剂将烟气中的NO_x吸收并转化为较稳定的物质。湿法技术的优点是易于实现SO₂和NO_x的同时脱除，而且可获得较高的脱除效率。但存在NO的氧化预处理、易造成水的二次污染，必须进行水处理等问题。

烟气NO_x的干法脱除技术具有过程简单及脱除效率高等特点，因此在国内外备受关注。以N小时₃为还原剂的NO_x的SCR脱硝技术是目前研究最多、应用最广，也是最有效的烟气NO_x脱除技术。SCR技术的关键问题是优良的催化剂载体及催化剂活性组分的筛选和组分间的配比。催化剂的活性一般对温度要求较高，但烟温普遍处于中低温范围，但当前可在中低温阶段能获得较高SCR脱硝效率的催化剂很少，且存在制备工艺复杂、成本高、水热稳定性差等问题。活性炭纤维的物理、化学性质独特，具有很大的比表面积和孔容，中孔、微孔丰富，且具有一定的耐二氧化硫的性能，近几年成为氮氧化合物催化剂研制的理想载体，但需对用作载体的ACF进行改性，尤其是需要增加其比表面积、孔容、表面酸性位等，除能满足活性组分的高度分散要求外，还能促进氨在碳纤维表面的吸附与传质，促进氮氧化物在催化剂表面的吸附与催化还原；氧化锰具有较好的低温活性，氧化铈不仅具有较好的低温脱硝活性，且具有很强的电子中转能力。目前，中低温脱硝催化剂研究的主要方向是以改性活性炭纤维作为催化剂的载体来负载某种或多种金属作为催化剂进行脱硝的研究。

发明内容

本发明的目的是简便、经济地制备出可用于中低温的高效SCR脱硝催化剂，以克服上述催化剂的不足。针对上述发明目的，本发明提供了一种新型高效中低温SCR脱硝催化剂的制备方法。该催化剂不仅脱硝效率高，而且廉价易得，制备方法简单，重复性好，具有较好的水热稳定性，便于推广应用。

本发明提供了一种复合浸渍液，该溶液由硝酸铈、醋酸锰和水复合组成，硝酸铈占溶液质量百分比为1％-30％，醋酸锰占溶液质量百分比为1％-60％。

本发明还提供了一种中低温选择性催化还原脱硝催化剂的制备方法，具体步骤为：

a)活性炭纤维样品的改性：将活性炭纤维样品(ACFA)浸渍于30～80％的硝酸溶液中1～8小时，风干，然后在100℃～300℃的温度下，在二氧化碳和氮气的混合气体氛围中改性活性炭纤维样品，制得功能化载体(ACFB)；其中，二氧化碳占混合气体的体积百分比为5％～50％；

b)活性组分的负载：将步骤a)的载体功能化载体(ACFB)浸渍于上述复合溶液中3～15小时，取出后常温干燥，然后经惰性气体保护下150～450℃加热，制得催化剂。

本发明上述制得的催化剂中氧化铈占总催化剂的质量百分比为1～15％、氧化锰占总催化剂的质量百分比为1％～20％。

氧化锰具有极好的低温活性，氧化锰及活性炭纤维的水热稳定性较好，氧化铈不仅具有极强的低温活性，且因其独特的电子转移能力，这两种金属氧化物以一定配比负载于功能化载体(ACFB)上可有效提升催化剂的低温脱硝活性及催化剂活性的稳定性。