[发明专利]一种以埃洛石为载体的低温SCR脱硝催化剂

说明书

技术领域

本发明属于大气污染治理技术领域，涉及烟气脱硝工艺的制备方法，具体是一种以埃洛石为载体的低温SCR脱硝催化剂。

背景技术

煤炭燃烧会产生大量氮氧化物、粉尘及硫氧化物等有害物质。氮氧化物是主要的大气污染物之一，它不仅会危害人体健康，而且会引起酸雨、光化学烟雾、温室效应等严重环境问题。粉尘也是大气污染物之一，尤其PM10以下的细微颗粒物，不仅会削弱太阳辐射和紫外线强度，也会降低大气能见度。此外，PM2.5以下颗粒物极易吸入人体肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，甚至会引起肺癌。单一脱除法去除NOx或粉尘已经无法满足日益严格的国家排放标准，燃煤烟气多种污染物一体化脱除则是必然发展趋势，该种方法即可简化烟气净化流程，也降低了运行费用。

选择性催化还原(SCR)技术是当前商业应用最多、最有成效的一种烟气脱硝技术，而SCR技术核心是催化剂。目前，钒钛催化剂(V₂O₅/TiO₂或V₂O₅-WO₃/TiO₂)是商业应用较为成熟的催化剂，其最佳反应温度是300-400℃，属于中高温SCR催化剂。如此SCR系统只能前置于空气预热器(高浓度粉尘和高SO₂的环境)很容易导致催化剂毒化失活。所以开发高活性的低温(100-200℃)催化剂将其安置在除尘器后成为当前研究的热点。

近几年，锰基催化剂由于在低温SCR反应中表现出优良的脱硝活性而受到广泛关注，如MnOx/ACF、MnOx/TiO₂、MnOx/CNTs等，也有报道在这其中加入助催化剂。以提高烟气中二氧化硫和水的抗毒能力。本发明涉及的低温催化剂是以埃洛石为载体，以原位生长法负载MnOx催化剂。埃洛石与高岭土类似，但有管状结构，其储量丰富，制备成本低，具有高比表面积、较高的吸附性，同时对催化剂具有较好的分散性能。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种以埃洛石为载体的低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂降低了SCR的操作温度，拓宽了SCR的温度窗口，在100-300℃具有出色的NO脱除率，采用埃洛石为载体储量丰富，制备成成本低，原位生长法制备工艺简单，无需煅烧耗能，有利于环保和资源的综合利用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种以埃洛石为载体的低温SCR脱硝催化剂，所述催化剂以埃洛石为载体，以MnOx为主催化剂，采用原位生长法制备，主催化剂在低温SCR脱硝催化剂中的质量百分比为2-12％。

具体的，所述的一种以埃洛石为载体的低温SCR脱硝催化剂，所述其中MnOx为MnO₂、Mn₃O₄和Mn₂O₃中的一种或两种以上任意比例的混合物。

具体的，所述的一种以埃洛石为载体的低温SCR脱硝催化剂，采用原位生长法制备，包括以下步骤：

1)埃洛石的准备：将埃洛石筛分，取200-400目；

2)催化剂的负载：将埃洛石浸入到浓度为5-35wt％的乙酸锰溶液中，搅拌均匀，室温下静置24h，然后再加入高锰酸钾溶液氧化活化4-10h，最后用去离子水洗涤抽滤，然后在110℃干燥12h，研磨筛分，取20-40目，即得低温SCR催化剂。

具体的，所述埃洛石与乙酸锰水溶液的料液比为1g/mL。

具体的，所述步骤2中乙酸锰和高锰酸钾摩尔比为2:3。

本发明具有如下有益效果：该催化剂降低了SCR的操作温度，拓宽了SCR的温度窗口，在100-300℃具有出色的NO脱除率，采用埃洛石为载体储量丰富，制备成成本低，原位生长法制备工艺简单，无需煅烧耗能，有利于环保和资源的综合利用等优点，与现有技术相比，本专利具有一定的优势。

本发明中采用埃洛石为载体，具有比表面积大的特点，对气态物质的吸附能力强。埃洛石(HNTs，分子式为Al₂Si₂O₅(OH)₄·2H₂O，分子量为258.16g/mol)，管状结构(直径约50nm，长度约1000nm)，对阴阳离子都有较强的负载性。