[发明专利]一种锰钛系低温SCR催化剂的制备方法及所得催化剂的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种锰钛系低温SCR催化剂的制备方法及所得催化剂的应用，属于催化剂领域。

背景技术

催化剂是SCR工艺的核心，对SCR工艺投资和运行有直接的影响。SCR催化剂的研究始于上世纪中后期，经过多年的发展，催化剂目前已经实现商业化。SCR有三种类型催化剂，即贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和分子筛催化剂。贵金属催化剂是系统中应用最早的催化剂，以Pt、Rh、Pd等贵金属为活性成分，Al₂O₃和整体陶瓷为载体，制成球状或蜂窝状。贵金属催化剂活性强，反应温度较低，适用于低温条件。金属氧化物催化剂主要是氧化钛基系列催化剂，其次是氧化铁基催化剂，以Fe₂O₃为基础，添加Cr₂O₃、Al₂O₃、SiO₂以及微量MgO、TiO₂、CaO等组成，在催化还原法中应用最多的金属氧化物是V₂O₅。分子筛催化剂具有很高的活性，常见的分子筛有X型、Y型、丝光沸石、ZSM-5等类型，工业上用量最大的是分子筛裂化催化剂。

商业SCR催化剂一般为高温、中温催化剂，活性组分为V₂O₅，载体为锐钛矿型的TiO₂，WO₃或MoO₃作助催剂。低温催化剂活性温度在160-250℃左右，布置在低温SCR系统布袋除尘器后，不需要或者只需要少量加热，烟气直接与还原剂混合，在催化剂的作用下，脱除NOx。目前，低温催化剂的研制开发主要集中在以下3个方面。第一，针对不同的载体，如TiO₂、Al₂O₃、活性炭、沸石分子筛。第二，在高效的载体上配合不同的活性组分，常见低温SCR催化剂活性组有活性MnOx、CeO₂。第三，对催化剂进行改性，掺杂贵金属可以有效的缓解催化剂烧结的现象。

然而现有的低温催化剂仍然存在催化效率低，脱硝效率低的缺陷。

发明内容

为了解决现有技术中低温催化剂催化效率低、脱硝效率低的缺陷，本发明提供一种锰钛系低温SCR催化剂的制备方法及所得催化剂的应用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种锰钛系低温SCR催化剂的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：

(1)将TiO₂、SiO₂，活性炭粉、粘土和甲基纤维素投入球磨机中进行混合，其中，TiO₂、SiO₂，活性炭粉、粘土和甲基纤维素的质量比为(79±3):1：(1.5±0.2):2:(5±1)；

(2)将乙酸锰、硝酸铈、硝酸铁、硝酸钴、乙醇胺、玻璃纤维和步骤(1)所得的物料加入到捏合机中捏合，通过捏合，使固体物料与液体物料充分混合，形成粘稠的塑形膏体，其中，乙酸锰、硝酸铈、硝酸铁、硝酸钴、乙醇胺和玻璃纤维的质量比为(28±2):(10±1):(15±2):(10.5±0.2)：1:(3±1)；

(3)将步骤(2)所得物料送入造粒机机中挤条成型；

(4)将步骤(3)所得物料送入干燥设备中于110±10℃条件下干燥；

(5)将步骤(4)所得物料送入焙烧炉中在500±10℃的条件下煅烧4h±0.1，冷却，得到成品催化剂。

TiO₂表面具有比较丰富的Lewis酸性位，有利于NH₃在低温条件下的活化，Mn/TiO₂催化剂显示出优异的低温脱硝性能。本申请上述催化剂可使脱硝效率达到99％以上。

为了提高催化效率，步骤(3)所得物料为直径为5mm、长度为20-50mm的圆柱形。

为了提高催化效率，步骤(4)中干燥至恒重。

为了进一步提高催化效率，步骤(5)中焙烧时的升温速率为90分钟将物料从室温升至500±10℃，然后在500±10℃的条件下煅烧4h；步骤(5)中冷却时，以5℃/分钟的速度冷却至250℃，然后以3℃/分钟的速度冷却至室温。

上述锰钛系低温SCR催化剂的使用，其使用温度为150℃-200℃。

本发明未提及的技术均参照现有技术。