[发明专利]一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂及其制备方法，属于烟气催化技术领域。

背景技术

由于现行电厂炉内低氮燃烧技术的局限性,NO_x的排放并不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NO_x的排放，必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。

在应用广泛的干法脱硝方法中，使用较多的是选择性还原脱硝(SCR)和选择性氧化脱硝(SCO)方法。SCR方法有其局限性。一方面，对于现在的燃煤电厂烟气脱硝而言，在SCR脱硝方法中，将烟气中的一氧化氮还原为氮气，并未对一氧化氮进行有效利用；另一方面，出于对催化剂活性的考虑，SCR催化装置一般布置在高温段，即将催化剂设置在锅炉省煤器之后、空预器之前。在这个位置上催化剂所处的烟气环境条件比较恶劣，如粉尘浓度较高、重金属浓度较高等，使得催化剂处于易磨损、易堵塞、易中毒的条件下，使得催化剂需要频繁的日常维护(如吹灰清洁)，缩短了使用寿命，增大了运行成本。如果将催化剂工作环境放置在除尘器之后，可以降低催化剂中毒的概率，但是难以达到催化所需的适宜温度，因此对催化剂的低温性能提出了考验。

中国专利文献CN 105413715 A公开了低温烟气脱硝用复合载体负载型酸化锰钴铈的耐硫催化剂及其制备方法。利用Mn、Co、Ce金属的硝酸盐以浸渍法负载于溶胶凝胶法制备的TiO₂/SiO₂复合载体，再经硫酸化后焙烧得到的多组分负载型金属氧化物型催化剂。该发明制备的催化剂具有较大的比表面积及较低的壁厚，提高了抗硫性。但是制备步骤繁琐，需要先制备复合载体，并且该发明所制备的催化剂是用于SCR脱硝反应，利用催化还原法进行脱硝，并未对一氧化氮进行有效的利用。

中国专利文献CN 101352645 A公开了一种烟气催化氧化脱硝工艺。采用以TiO₂或ZrO₂-TiO₂为载体，Co为活性成分的催化剂，利用烟气中本身含有的氧气，将一氧化氮氧化成易溶于水的二氧化氮后，利用碱液吸收，将氮氧化合物脱除。该发明在控制氧化后烟气中二氧化氮的含量后，可以选择性的回收脱硝副产物中的亚硝酸盐，实现产物的资源化。但脱硝所需温度较高，成本较高。

由此，研究开发适用于火电厂的低温氧化烟气脱硝催化剂具有重要意义。不仅可以在低温段对一氧化氮可以催化脱硝，节约资金和场地，还可以在后续环节中对二氧化氮进一步利用。不仅提高了脱硝效果，还对一氧化氮进行了合理利用，提高了经济效益。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂及其制备方法。该种脱硝催化剂在烟气温度150～260℃之间具有良好的氮氧化物去除率和抗水抗硫性能。

本发明的技术方案如下：

一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，包括如下组分，按重量百分比计：锰的氧化物占70～85wt％，过渡金属氧化物占7～28wt％，钴的氧化物占1～18wt％。

根据本发明优选的，所述的常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂，包括如下组分，按重量百分比计：锰的氧化物占25-57wt％，过渡金属氧化物占7～25wt％，钴的氧化物占3～16wt％。

根据本发明优选的，所述过渡金属氧化物为铁、铈、镍的氧化物中的一种或两种以上的组合。

一种常温制备的低温烟气氧化脱硝催化剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)将乙酸锰溶于去离子水中，得溶液A；

(2)将聚乙二醇溶解在去离子水中，搅拌得溶液B；

(3)将高锰酸钾、硝酸钴、过渡金属可溶性盐溶解于去离子水中，得溶液C；

(4)将溶液B逐滴加入溶液A,搅拌至混合均匀，得混合溶液；

(5)将溶液C逐滴加入步骤(4)中得到的混合溶液中，伴随强力搅拌，得反应液；

(6)步骤(5)得到的反应液经老化、洗涤、干燥、焙烧，得脱硝催化剂。

根据本发明优选的，所述步骤(1)溶液A中乙酸锰的质量浓度为63-92g/L。

根据本发明优选的，所述步骤(2)溶液B中聚乙二醇的质量浓度为8.3-100g/L。

根据本发明优选的，所述步骤(3)中高锰酸钾与硝酸钴的摩尔比为1.4:1-6:1,高锰酸钾与过渡金属可溶性盐的摩尔比为0.6:1-3:1。

根据本发明优选的，所述步骤(3)中过渡金属可溶性盐为Fe、Ce、Ni的硝酸盐或醋酸盐中的一种。