[发明专利]一种烟气SCR脱硝复合催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硝催化剂及其制备方法，具体涉及一种选择性催化还原（SCR）脱硝复合催化剂其制备方法，属于大气污染治理技术和环保催化材料领域。

背景技术

氮氧化物是大气环境的主要污染物之一。大气中的NO_X能引起酸雨、光化学烟雾、地表水富营养化等破坏生态环境并危及人类健康的一系列问题。随着NO_X排放量不断增加，对环境的污染越来越严重，我国已先后四次颁布实施有关火电厂大气污染物的排放标准。2009年颁布的最新标准中规定，对位于重点地区内新建、改建和扩建的燃煤电厂，执行200mg/m³的排放浓度限值。2010年，国家环保部发布了《火电厂氮氧化物防治技术政策》，要求全国范围内200MW及以上所有燃煤机组都必须建设烟气脱硝设施。

国内外经验表明，以氨气（NH₃）为还原剂的选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）因其稳定、高效、经济而成为烟气脱硝的主流技术。目前商用脱硝催化剂是以V₂O₅为主要活性组分，TiO₂为载体，WO₃或MoO₃为助剂的钒钛体系催化剂，这类催化剂只有在300～400℃温度下才具有较高的催化活性。为达到此温度，烟气脱硝反应器必须置于锅炉省煤器和空气预热器之间，因而催化剂会受到高浓度烟尘的冲刷、磨损，甚至发生高温烧结而大大缩短了催化剂的使用寿命；再者，对于国内现有的大多数锅炉来说，省煤器、空气预热器和锅炉是组装为一体的，该技术与现有锅炉匹配有一定困难。因此，研究和开发能布置在温度低于300℃之后，高效、稳定、经济的烟气SCR脱硝催化剂成为烟气脱硝领域的研究趋势。

目前，国内已经出现了自主研发的中温（300～450℃）脱硝催化剂。中国专利CN 101352678A、CN 101380543A、CN 101284229A等披露的催化剂在中温阶段均能够起到良好的脱硝催化效果。但能够在80～300℃阶段具有脱硝效率高、工艺简单、价格低廉、寿命长等优点的烟气脱硝催化剂还有着较大的研究空间。现有技术中关于低温烟气脱硝催化剂及其制备的专利中，专利CN 101428215A、CN 10134722A、CN 101468314A、CN 101422728A和CN 101676019A公开的催化剂中均含有钒和钨等有毒成分，对环境污染严重，失活催化剂难以处理；且上述催化剂温度在180℃以上才可达到90%的脱硝率。专利CN 10554581A公开的催化剂以贵金属为活性组分，成本昂贵，且该催化剂在250℃时一氧化氮的转化率达60%以上。专利CN 101069855A、CN 101428215A、CN 101658787A等公开的催化剂采用中孔分子筛作为载体或纳米级的二氧化钛作为载体，其缺点在于该催化剂制备成本高、工艺复杂、难以实现产业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱硝效率高、成本低廉、制备工艺简单、使用寿命长、活性温度窗口宽、抗SO₂及H₂O中毒能力强的新型烟气SCR脱硝复合催化剂。

本发明的另一目的是提供上述催化剂的制备方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种烟气SCR脱硝复合催化剂，其特征在于：所述催化剂是在蜂窝陶瓷、活性炭或分子筛载体上，负载锰钼镍复合金属氧化物（Mn-Mo-Ni-O_X）为活性组分，金属铜、铬、铈、锡或镧氧化物中的一种或几种作为助催化剂；以载体质量为基准，催化剂活性组分与助催化剂的总质量占载体质量的15～30％。

所述的Mn-Mo-Ni-O_x复合金属氧化物活性组分中，Mn/ Mo/ Ni元素摩尔比为1:(0.1～1):(0.1～1)。

所述的催化剂中，锰元素与助催化剂金属元素（摩尔数之和）的摩尔比为1:（0.1～1）。

所述的载体中，蜂窝陶瓷的主要成分为镁、铝、硅或钛的氧化物中的一种或多种；活性炭为耐水蜂窝活性炭；分子筛可以选自硅铝类分子筛或磷铝类分子筛。

本发明还提供了上述催化剂的制备方法，包括如下具体步骤：

（1）将载体超声清洗、晾干后，浸入酸溶液中煮沸，待冷却后，用去离子水将载体表层及孔洞中残余酸液清洗干净，烘干备用；