[发明专利]一种改性菱铁矿SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种改性菱铁矿SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：将菱铁矿粉末、硝酸锰溶液、偏钛酸、蒙脱石和去离子水混合，搅拌混合均匀；加入玻璃纤维和纸浆在去离子水中浸泡得到的糊状物，70‑100℃搅拌同时蒸发水分；当反应混合物发生开裂时，加入乳酸和纤维素，继续70‑100℃搅拌同时蒸发水分；待反应混合物完全练泥为一整块时，停止搅拌，密封8‑12h后挤出成型，60‑80℃干燥，然后在450‑550℃煅烧20‑25h，得到蜂窝状改性菱铁矿SCR脱硝催化剂。本发明以菱铁矿为原料，其中含有的铁锰氧化物本身就具有一定的催化活性，原料来源广泛，价格低廉，且制得的成型改性菱铁矿SCR脱硝催化剂较商用钒钛催化剂低温活性有所提高，适用于中低温脱硝领域，适于大规模商业应用。

技术领域

本发明属于大气污染控制技术领域，具体涉及一种改性菱铁矿SCR脱硝催化剂的成型制备方法和应用。

背景技术

氮氧化物(NOx)是一种常见的大气污染物，它会导致对流层臭氧的破坏，酸雨的产生以及人类的呼吸问题。在控制固定源燃料燃烧排放的NOx的方法中，发展最好、应用最广泛的当属高效率，高选择性，高经济效益的SCR法(选择性催化还原法)。催化剂是SCR法脱硝系统的核心技术。

目前，工业化广泛应用的NH₃-SCR催化剂主要是V₂O5/TiO₂系催化剂。但是钒钛催化剂成本较高，反应温度窗口高，需要采用高温高尘的布置方式，烟气中的SO₂和烟尘，会导致催化剂中毒；催化剂主要的活性组分钒及其化合物更是环境污染物，因此需要寻找替代的催化剂。

与商用钒钨催化剂相比，铁锰氧化物来源广、成本低、污染小，且具有较好的低温SCR催化脱硝性能，是其优良的改进产品。因此需要开发一种铁矿石SCR脱硝催化剂的成型制备方法以便应用于在工业脱硝领域。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种高效的低温SCR脱硝催化剂，以及一种制备方便、价格低廉的低温SCR脱硝催化剂的制备方法，并提供该低温SCR脱硝催化剂的应用及其脱硝效率测试方法。

技术方案：本发明提供一种改性菱铁矿SCR脱硝催化剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)将菱铁矿粉末、硝酸锰溶液、偏钛酸、蒙脱石和去离子水混合，搅拌混合均匀；

2)将玻璃纤维和纸浆分别在去离子水中浸泡，得到糊状物；

3)将步骤2)得到的糊状物均匀分散到步骤1)得到的混合物中，70-100℃搅拌同时蒸发水分；

4)观察步骤3)中的反应混合物，当反应混合物发生开裂时，加入乳酸和纤维素，继续70-100℃搅拌同时蒸发水分；

5)观察步骤4)中的反应混合物，待反应混合物混合均匀形成一整块且没有开裂时，停止搅拌，密封8-12h；

6)将步骤5)制得的产物经挤出机挤出为成型的蜂窝状前体后，60-80℃干燥，然后在450-550℃煅烧20-25h，得到蜂窝状改性菱铁矿SCR脱硝催化剂。

步骤1)中，所述硝酸锰溶液为质量分数为50％的硝酸锰溶液；搅拌时间为15-20min。

上述制备方法中，各反应物的加入质量为菱铁矿粉末68-69份，硝酸锰溶液1-1.5份，偏钛酸27-30份，蒙脱石9-10份，去离子水18-20份，玻璃纤维3-4份，纸浆0.3-0.4份，乳酸0.3-0.4份，纤维素0.2-0.3份。

步骤2)中，所述浸泡时间为3-5min。

步骤5)中，停止搅拌时练泥为一整块的反应混合物的含水量为20-27wt％。

步骤6)中，所述干燥时间为150-180h。