[发明专利]一种锰系负载型低温SCR催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂技术领域领域，涉及火电厂烟气低温脱硝SCR反应的锰基催化剂及其制备方法。

背景技术

人类燃烧化石燃料所产生NO_x是大气的主要污染物之一。我国的一次能源和发电能源构成中，煤占据了绝对的主导地位，并且80％以上的煤是直接燃烧的，特别是用于电站、工业锅炉及民用锅炉中，故减少固定源排放的NOx是大气环境治理的重要突破口。

选择性催化还原法(SCR)是目前应用最广泛、处理效率最高的脱硝技术，其催化剂应用最多的是V-W(Mo)-Ti系列，但其所需温度较高，一般要求控制在573～673K，SCR装置须置于脱硫除尘之前以避免重复地加热烟气，此时烟气中SO₂和粉尘浓度较高的会产生不同程度的催化剂失活现象，大大缩短催化剂寿命，且在现有的锅炉系统上改造投资成本较高；如果为了延长催化剂的寿命和减少投资而把SCR置于脱硫除尘装置之后，由于脱硫除尘后烟气温度一般都低于433K，必须对烟气进行重复加热，这将大大增加脱硝成本。因此，开发低温(≤423K)SCR催化剂有重要的意义。

锐钛型的TiO₂具有很大的比表面积，利于活性组分的负载，故利用其作为SCR催化剂的载体。过渡金属由于其d轨道上的电子处于未充满的状态而具有很强的反应活性，其中含MnO_x的SCR催化剂具有低温活性和选择性。据研究表明，当过渡金属和Mn混合后，MnO_x的催化活性得到较大幅度的提高，Cu、Fe、Ce、Zr、Co等均被证明对Mn/TiO₂有很好的改性作用。WO₃是中等强度的SCR催化剂，在商业催化剂中常用来提高催化剂的脱硝活性，另一方面WO₃可以稳定晶体结构，提高晶相转变温度，从而增强催化剂在制备过程中的高温稳定性。

锰氧化物前驱体有醋酸锰和硝酸锰两种，Li(Li J H，Chen JJ，Ke R，et al.Effect of Precursors on the surface Mn species and the activities for NO reduction over MnOx/TIO₂ catalysts[J].Catalysis communications，2007，8(12)：1896-1900)等分别用硝酸锰和醋酸锰两种前躯体，采用浸渍法制备了MnO_X/TiO₂催化剂，发现以硝酸锰为前驱体的制备的MnO_X/TiO₂催化剂中锰氧化物主要以MnO₂形式存在，而以醋酸梦为前驱体制备的MnO_X/TiO₂催化剂中锰氧化物主要是Mn₂O₃。本专利以醋酸锰为前驱体，因此，以Mn₂O₃记为锰氧化物表现形式进行计算制备催化剂，以WO₃记为钨氧化物表现形式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锰系负载型低温SCR催化剂，该催化剂通过添加WO₃拓展了载体表面积，提高催化剂的抗热性，增加了催化剂表面的布朗斯特酸位，拓宽其选择性催化还原脱硝活性温度窗口，对Mn₂O₃/TiO₂催化剂有很好的改性作用。

本发明还要解决的技术问题，是提供上述锰系负载型低温SCR催化剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种锰系负载型低温SCR催化剂，以钛的氧化物为载体，以锰的氧化物为活性成分，以钨的氧化物为助催化剂。

优选的是，锰系负载型低温SCR催化剂包含如下质量百分比(wt.％)的组分：锰的氧化物(锰的氧化物以下用MnO_x表示)为15％、WO₃为5～10％、TiO₂为75～80％。

上述锰系负载型低温SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)载体的制备：将TiO₂经煅烧以去除杂质后备用；