[发明专利]整体式低温脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化脱硝领域，特别是涉及一种整体式低温脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是大气主要污染物之一，能够产生酸雨、光化学烟雾以及参与形成空气中的PM2.5等，严重危害自然生态环境和人类健康。大气中的NO_x主要来源于非电工业锅炉、燃煤电厂以及机动车尾气排放。在众多NO_x减排技术中，选择性催化还原法(SCR)因其具有运行稳定、脱除效率高等优点脱颖而出，使SCR技术在NO_x净化领域等到推广应用，其中脱硝材料是SCR技术的核心。随着我国大气环境不断恶化，国家对传统的非电工业窑炉NO_x排放限值不断提高，然而非电工业窑炉因自身烟气成分及温度不同于燃煤电厂，广泛应用于燃煤电厂的商业钒钛系脱硝材料不适合非电工业窑炉NO_x减排，造成这一现象的主要原因是非电工业窑炉尾气的温度偏低，而商用钒钛系脱硝材料的活性温度窗口较高，因此低温高效的脱硝材料是非电工业窑炉NO_x减排技术中迫切需要的对象。

在低温脱硝材料研究领域中，MnO_x由于具有较好的低温催化活性而被广泛研究，然而目前在市场上未见到Mn-Ce系催化剂产品及其应用案例，多数原因归属于Mn-Ce/TiO₂蜂窝催化剂在干燥、煅烧易出现质量事故，如表层炸裂、机械强度低等，致使蜂窝产品成品率几乎为零。对于TiO₂(或TiO₂-WO₃)蜂窝载体进行低温预焙烧保证其具有较高的比表面积，再浸渍活性组分制备整体式低温SCR脱硝材料的相关研究鲜有报道。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型的整体式低温脱硝催化剂及其制备方法，所要解决的技术问题是使其易成型，活性组分在载体内外分布均匀，成品率高，具有良好的机械强度，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种整体式低温脱硝催化剂的制备方法，其包括：

1)将锰盐、铈盐和铁盐溶于水中，水浴搅拌，得到活性组分混合溶液；

2)将载体、增强剂与成型助剂混炼、陈腐、挤出，得到蜂窝坯体；将蜂窝坯体干燥、预焙烧，得到整体式蜂窝载体；

其中，预焙烧的条件为：预焙烧温度曲线设置为从50-60℃升温至300-400℃，升温速度为20-30℃/h，在300-400℃保温2-3h，降温至60-80℃，降温速度为40-50℃/h，预焙烧的时间为24-26h；

3)将所述的整体式蜂窝载体浸渍于所述的活性组分混合溶液，得到预制体；将预制体干燥，煅烧，得到整体式低温脱硝催化剂。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的整体式低温脱硝催化剂的制备方法，其中所述的锰盐为硝酸锰，所述的铈盐为硝酸铈，所述的铁盐为硝酸铁；

所述的活性组分混合溶液，以重量百分比计，其包括：

硝酸锰：27.5-42.5％；

硝酸铈：4-5％；

硝酸铁：5.5-8.5％；

水：44-63％。

优选的，前述的整体式低温脱硝催化剂的制备方法，其中所述的载体为钛白粉或钛钨粉；所述的增强剂为凹凸棒石；所述的成型助剂包括硬脂酸、乳酸、玻璃纤维、羧甲基纤维素和聚氧化乙烯。

优选的，前述的整体式低温脱硝催化剂的制备方法，其中所述的整体式蜂窝载体，以重量百分比计，其包括：

载体：100％；

凹凸棒石：5-8％；

硬脂酸：0.3-0.5％；

乳酸：0.9-1.1％；

玻璃纤维：10-15％；

羧甲基纤维素：0.8-1％；

聚氧化乙烯：1.5-1.7％。