[发明专利]一种用于水泥窑尾烟气低温SCR脱硝的催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及大气污染控制技术领域，具体涉及一种低温SCR脱硝的催化剂 及其制备方法，适用于水泥窑尾除尘后烟气的治理。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是一种最为常见的大气污染物，其对人体及动物有致毒作 用，并参与形成光化学烟雾，会导致酸雨和酸雾的产生，能引起温室效应，破 坏臭氧层。SCR技术自发现之后经过60多年的发展，目前已经成为技术最成熟、 应用最广泛的烟气脱硝技术，其指将氨或者烃类等具有较强还原能力的还原剂 喷入到烟气中，在催化剂的作用下将烟气中的NO_x转化为无害的氮气和水的一 种脱硝技术，反应的还原剂以NH₃最为常见。

来自国家发改委的数据显示，截至2010年年底，采用国内技术和装备建设 的新型干法水泥生产线已经达1300多条，4000t/d、5000t/d水泥熟料生产线占 60％左右，总计800多条生产线。水泥行业是我国第三大氮氧化物排放源，约占 总排放量的10％。水泥煅烧过程产生大量氮氧化物污染物，排放浓度大多在 700mg/Nm³-1200mg/Nm³，每吨熟料约产生1.5kg-1.8kg氮氧化物。

随着国家对环境保护工作的重视程度不断加强和《水泥工业大气污染物排 放标准GB4915-2013》的颁布实施，对水泥窑尾烟气脱硝技术治理结果提出了 更加严格的要求：窑尾NO_x排放浓度不大于400mg/Nm³，重点地区执行NO_x排放 浓度不大于320mg/Nm³。脱硝效率较高的选择性催化还原技术在燃煤电厂应用规 模较大，而在水泥行业中应用较落后。从1976年日本Zosen公司的首次尝试到 1996年瑞士ELEX公司在多国进行相关实验，多年来国内外的研究充分证明SCR 技术应用在水泥窑炉烟气脱硝领域的可行性。

随着技术的提高，工业排出的烟气温度越来越低，使用现有的V₂O₅催化剂 则必须对排出烟气加热，这造成了极大的能源浪费。而应用于水泥行业的SCR 技术多布置于高温高尘段，由于烟气温度过高，粉尘含量大且CaO比重大，致使 催化剂极易堵塞和中毒失活，使其使用寿命减短，成本加大。

目前，水泥窑窑尾粉尘净化可采用电除尘器、袋式除尘器和电袋复合除尘 器，烟气温度控制在100-220℃的范围。

鉴于以上原因，开发低温SCR催化剂，以使SCR装置安装在除尘装置之后便 具有非常重要的现实意义。公开号为CN204543995U的中国实用新型公开了一种 水泥窑尾低温烟气SCR脱硝装置，脱硝装置布置在水泥窑尾收尘器之后，收尘后 的烟气与还原剂混合均匀后进入装有催化剂的中温脱硝装置进行脱硝后排放至 水泥窑尾排风机入口前的烟道上。这一实用新型为水泥窑尾烟气低温SCR脱硝催 化剂的应用提供了有利条件。

发明内容

本发明提供一种用于水泥窑尾烟气低温SCR脱硝的催化剂的制备方法，以 锰铈氧化物为活性组分，TiO₂为载体，采用溶胶凝胶法制备Mn-Ce/TiO₂催化剂， 通过添加CTAB、Al₂O₃和SiO₂对催化剂进行优化改良。

根据本发明实施例提供的一种用于水泥窑尾烟气低温SCR脱硝的催化剂的 制备方法，包括下述步骤：

1)将钛的烷氧化物按照质量比为10:(10-50)的比例溶于无水乙醇中，再 按照与钛的烷氧化物质量比为(1-5):10的比例加入抑制剂，得到甲液；

2)分别将蒸馏水、无水乙醇、可溶性锰盐溶液、可溶性铈盐按照质量比为 (1-5):(10-25):(1-5):(0.1-0.5)的比例混合，调节pH值至1-2，得到乙 液；

3)将步骤2)制得的乙液均匀缓慢的滴加到剧烈搅拌的步骤1)制得的甲 液中，得到混合液，放置24-72h；将老化好的混合液放置于烘箱中80-150℃温 度下干燥12-48h，得到半成品；将上述半成品在马弗炉中400-600℃焙烧3-6h 得到催化剂颗粒，将其研磨过筛，选择40-60目颗粒，制得低温SCR脱硝的催 化剂Mn-Ce/TiO₂。