[发明专利]一种用于固定源低温脱硝的条形锰基催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于低温脱硝催化剂制备技术领域，具体涉及一种用于固定源低温脱硝的条形锰基催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物（NO_x）是主要的大气污染物之一，可造成酸雨、光化学烟雾和臭氧损耗，同时还可参与空气中可吸入颗粒物（PM2.5）的形成。常见的氮氧化物包括N₂O、NO、N₂O₃、NO₂和N₂O₅等，其中严重污染大气的主要是NO和NO₂。

已知90%的NO_x排放来自燃料燃烧，其来源可分为固定源和移动源。固定源主要指火电厂和工业锅炉燃烧烟气，是NO_x的主要排放源；移动源主要是机动车尾气排放。随着我国NO_x排放量的快速增加，NO_x污染对环境和社会的压力日益加大，已经成为影响我国经济可持续发展的障碍之一。对NO_x排放的控制受到越来越高的重视，而对固定源NO_x排放的控制更是至关重要，相关环境标准也越来越严格。自2012年1月1日起实施的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）规定的NO_x排放限值（以NO₂计）要求大部分燃煤锅炉执行100mg/m³的标准，部分燃煤锅炉执行200mg/m³的标准；新建燃油锅炉全部执行100mg/m³的标准，现有燃油锅炉全部执行200mg/m³的标准。现有的NO_x排放控制措施可分为燃烧过程控制和后处理控制技术。对于固定源而言，通过各种低NO_x燃烧技术能够减少30%～50%的NO_x排放，但为了满足日趋严格的环境标准，必须采用烟气脱硝技术来进一步减少NO_x的排放。

在各种烟气脱硝技术中，氨选择性催化还原技术（Selective Catalytic Reduction of NO_x by Ammonia，NH₃-SCR）以其脱除效率高、占地面积少、有害副产物少等优点成为燃煤电厂等固定源应用最广泛的烟气脱硝技术，而该技术的核心即在于开发高效稳定的催化剂。目前工业化应用的NH₃-SCR催化剂主要为V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂，其在中温段（350℃～400℃）具有优异的NO_x脱除效率和抗H₂O和SO₂中毒的性能。但此类催化剂在实际应用中也存在一些问题：首先，催化剂最佳活性温度在350℃以上，导致催化剂床层必须安装在脱硫除尘装置之前，烟气中高浓度的SO₂和飞灰容易毒化和堵塞催化剂，造成运行成本增加；并且较高的使用温度也容易造成NH₃部分氧化为N₂O和NO；此外，活性组分V具有较强的生物毒性，且能够在生物体内发生累积效应，在催化剂的生产和使用过程中容易损害人体健康并破坏生态环境。而低温NH₃-SCR技术（250℃以下）在降低操作温度的同时，使得SCR装置可置于脱硫除尘之后，能够延长催化剂使用寿命，降低运行成本。因此，开发高效稳定、环境友好的低温SCR催化剂代替钒基催化剂就成为烟气脱硝领域的研究热点之一。