[发明专利]一种炭基低温烧结烟气脱硝催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及大气环境保护领域，特别涉及一种炭基低温烧结烟气脱硝催化剂及制备方法。

背景技术

随着我国工业化进程的快速发展，大气污染问题日益严重。NO_x是主要的大气污染物之一，能够引起酸雨和光化学烟雾等，严重制约着我国经济发展和人居健康。钢铁行业既是资源消耗大户，也是废气排放大户，其排放的NO_x约占全国排放量的8％，年排放总量约为100万吨，其中烧结工序产生的NO_x约占钢铁行业烟气排放总量的50％以上。烧结烟气脱硝技术尚不成熟，脱硝成本高，效率低。因此，如何高效、低成本的控制烧结工序NO_x排放，成为当前的一个重要课题。

目前火电厂烟气脱硝常采用SCR技术，V₂O₅-WO₃/TiO₂为常见商用 SCR催化剂，其在350℃左右NO_x脱除效率高，但在低温条件下脱硝活性明显下降，而烧结烟气温度通常在200℃以下，传统商用催化剂无法适用。为此，人们对低温脱硝催化剂技术不断研究，以寻求高效的低温SCR脱硝催化剂。

现有技术中包括一种炭基材料低温脱硝催化剂及其制备方法，公开了一种低温炭基材料催化剂及其制备方法，该催化剂以活性炭和活性炭纤维为载体，以钒、钨和铈为催化剂活性组分，采用浸渍法制备。经过浸渍、烘干和煅烧制得催化剂，工艺简单，在80～220℃内具有良好的脱硝活性，脱硝效率维持在85％以上，脱硝效果较好。但该催化剂以活性炭和活性炭纤维为载体，成本较高，无法大规模应用于烧结机烟气脱硝。

现有技术中还有用于低温条件下的烟气脱硝催化剂及其制备方法，具体是一种低温条件下应用的脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂以TiO₂掺杂Al₂O₃、SiO₂或ZrO₂中一种或多种为载体，以玻璃纤维为骨架，以钒复合钨、钼、铈、锰、铌或磷中一种或多种为活性组分复合而成，在150～300℃内脱硝效率可达85％以上，且抗硫抗水能力较强。但该催化剂组分及制备工艺复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，公开了一种炭基低温烧结烟气脱硝催化剂及制备方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种炭基低温烧结烟气脱硝催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂以改性生物质焦为载体，MnO₂为活性组分，CeO₂为助催化组分；

所述活性组分与助催化组分的负载总量占载体总质量的6％，Mn 与Ce的摩尔比为7︰3～1︰1；

所述催化剂的原料包括改性生物质焦、质量分数为50％的硝酸锰溶液(Mn(NO₃)₂)和硝酸铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O)；

使用上述原料进行以下步骤：

1)称取生物质，并用清水洗涤去除表面杂质；

2)烘干步骤1)中的生物质，并将烘干后的生物质放入马弗炉中进行高温加热，同时向炉内通入氮气，得到生物质焦；

所述烘干温度为100～130℃，烘干时间为2～4小时；

所述加热温度为700～850℃，加热时间为2～4小时；

3)将步骤2)中得到的生物质焦置于浓度为20％的硝酸溶液中，浸泡16～24小时后，使用清水清洗生物质焦至pH值为7；

所述生物质焦与硝酸溶液的质量体积比(g︰mL)范围为1:3～1 ︰2；

4)将步骤3)中得到的水洗后的生物质焦烘干后，进行粉碎、过筛，得到10～20目的改性生物质焦；

所述烘干温度为100～130℃，烘干时间为烘干2～4小时；

5)将原料中的硝酸锰溶液和硝酸铈按照Mn与Ce的摩尔比，配制成总质量浓度为20％的混合溶液；

并将步骤4)得到的改性生物质焦置于混合溶液中进行浸泡，8～ 12小时后，将盛放混合液和生物质焦的容器放入水浴锅内恒温加热；所述水浴温度为80℃水浴，直至水分完全蒸干；

6)将步骤5)中得到的处理后生物质焦进行烘干后，转移入马弗炉中进行煅烧，得到改性生物质焦SCR脱硝催化剂；

所述烘干温度为100～130℃，烘干时间为2～4小时；

所述煅烧温度为200～400℃，煅烧时间为4小时。