[发明专利]一种钒‑锰‑钛系低温平板催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于SCR催化剂制备技术领域，涉及一种钒-锰-钛系低温平板催化剂及其制备方法。

背景技术

燃煤烟气中存在大量氮氧化物，包括N₂O，NO，NO₂，N₂O₃，N₂O₄等，这些氮氧化物进入大气中，不仅会引起酸雨，光化学烟雾，温室效应，臭氧层破坏等一系列环境问题，而且还会危害人类健康，引发呼吸道疾病。近年来由于氮氧化物排放引起的环境和社会问题日益显著，国家环保局对于氮氧化物减排提出了更加严格的要求，某些地区要求燃煤烟气中最终排放的氮氧化物浓度为50ppm以下。

脱硝催化剂最初是从国外引进的用于治理氮氧化物污染的一种催化剂。其作用是将燃煤烟气中的氮氧化物还原为无毒无害的氮气和水，从根源上防止氮氧化物污染环境。现阶段应用的脱硝催化剂是以钒钛系为主，其主要活性成分是V₂O₅。根据催化剂载体的不同分为三种形式：蜂窝式、平板式和波纹板式催化剂。三种不同形式的催化剂适合不同煤质的工况。催化剂的工作温度一般在300-420℃之间，脱硝效率一般在85％以上，工作寿命一般为2-3年。

由于现阶段脱硝催化剂工作温度需要维持在300-420℃之间，所以脱硝系统一般安装在除尘和脱硫系统之前。而由于燃煤烟气中含有大量灰尘和SO₂，脱硝催化剂由于堵塞和中毒问题会加快失活速率。此外，数量众多的工业锅炉、水泥玻璃窑炉、冶金钢铁烧结炉等也产生含大量氮氧化物的烟气，但其温度一般在120-300℃之间。由于我国目前脱硝催化剂的活性温度过高，无法应用在低温情况下，这就造成了NOx减排困难的局面。

发明内容

本发明针对目前脱硝催化剂存在的缺陷，提供了一种钒-锰-钛系低温催化剂及其制备方法。该催化剂降低了催化剂的有效温度，可以在160-240℃范围内维持很高的脱硝效率，适用于低硫烟气环境。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钒-锰-钛系低温平板催化剂，按照重量分数计，包括：

进一步地，所述二氧化钛的晶型为锐钛型，平均粒度不大于1μm，比表面积不小于100m²/g。

进一步地，所述锰盐为活性成分，选自硝酸锰或乙酸锰。

进一步地，所述活性助剂选自硝酸铈，硫酸铜，硝酸钴中的一种或几种。

进一步地，所述粘结剂选自聚氧乙烯或聚乙烯醇。

进一步地，所述分散剂选自羟甲基纤维素或羧甲基纤维素。

进一步地，所述氨水的重量浓度为20-25％。

进一步地，所述偏钒酸铵的重量分数优选为2-3份；所述单乙醇胺的重量分数优选为2-3份；所述锰盐的重量分数优选为5-10份，更优选为6-8份；所述活性助剂的重量分数优选为2-4份，更优选为3-4份；所述二氧化钛的重量分数优选为50-70份，更优选为55-65份；所述蒙脱石的重量分数优选为2-4份；所述偏钨酸铵/七钼酸铵的重量分数为优选为3-4份；所述氨水的重量分数优选为3-4份；所述玻纤的重量分数优选为3-4份；所述粘结剂的重量分数优选为0.1-0.3份；所述分散剂的重量分数优选为0.1-0.3份。

上述钒-锰-钛系低温平板催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)按照重量分数称取各种原料。

2)将上述原料中的少量去离子水和偏钒酸铵以及单乙醇胺混合并加热搅拌至完全溶解，得到溶液R2；

3)分别将上述原料中的少量去离子水和锰盐混合搅拌，得到溶液R3；将少量去离子水和活性助剂混合搅拌，得到溶液R4。

4)将二氧化钛的粉末或二氧化钛和蒙脱石的粉末倒入捏合机中搅拌均匀后，再将剩余的去离子水缓慢均匀倒入搅拌状态下的捏合机中搅拌；当原料中包含偏钨酸铵/七钼酸铵时，将粉末状的偏钨酸铵/七钼酸铵均匀撒入搅拌状态下的捏合机中搅拌。

5)将溶液R2缓慢均匀倒入搅拌状态下的捏合机中搅拌，再将溶液R3缓慢均匀倒入搅拌状态下的捏合机中搅拌，再将溶液R4缓慢均匀倒入搅拌状态下的捏合机中搅拌，然后将氨水缓慢均匀倒入搅拌状态下的捏合机中搅拌。

6)将玻纤缓慢均匀倒入搅拌状态下的捏合机中搅拌。

7)将粘结剂缓慢均匀倒入搅拌状态下的捏合机中搅拌，然后再将分散剂缓慢均匀倒入搅拌状态下的捏合机中搅拌。