[发明专利]一种中低温NH3

说明书

本发明提供一种中低温NH₃‑SCR催化剂及其制备方法与应用，该制备方法包括将3‑15重量份Cu的盐酸盐和/或Fe的盐酸盐粉末与90‑95重量份的载体粉末均匀混合，得到粉末混合物；将粉末混合物制成紧实的固体片，再将固体片破碎研磨成固体颗粒；将固体颗粒装入密封式管式炉中，通氮气以除去炉中空气；再将炉温升温至120‑160℃并保持10‑30分钟，向氮气气氛中通入NO气体，同时将炉温升温至220‑250℃，并保持4‑6小时；之后断掉NO，同时将炉温升温至500‑600℃，并保持6‑12小时；随后保持N₂气氛下降温到室温。所得催化剂具有较好中低温SCR活性，可限制副反应的发生，具有较高N₂选择性。

技术领域

本发明涉及一种中低温NH₃-SCR催化剂及其制备方法与应用，属于烟气净化技术领域。

背景技术

在冶金行业常常涉及到大量的高温燃烧过程，从而产生了大量的氮氧化物(NOx)，在化工生产，油气炼制，燃煤发电等领域，也会产生富含NOx的烟气。脱硝处理是指把已生成的NOx还原为N₂，从而脱除烟气中的NOx，世界上比较主流的脱硝处理工艺分为：SCR和SNCR。

SCR(Selective Catalytic Reduction)是指选择性催化还原法脱硝技术，该技术是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术，在日本、欧洲、美国等国家及地区的大多数电厂中基本都应用此技术，它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并且具有脱除效率高(可达90％以上)，运行可靠，便于维护等优点。

SCR技术原理为：在催化剂作用下，向一定温度的烟气中喷入氨，将NO_X还原成N₂和H₂O。但是，目前的SCR催化剂主要针对的脱硝工况是中高温条件下 (220-420℃)的NOx脱出，而实际生产过程中产生的需要脱硝的烟气温度都相对较低，以冶金生产为例，比如烧结烟气一般在120℃左右，焦化烟气在200℃左右，而以柴油发动机为代表的移动源排放则面对着更大的挑战，内燃机工况复杂，环境影响因素也更为显著，对于脱硝温度范围更是覆盖了低温到高温的整个温度段，对于催化剂的要求更高，特别是低温脱硝性能；

综上所述，开发低温脱硝催化剂是一件十分有意义的工作，能够有效地控制固定源净化脱出的成本，同时提高移动源脱硝效率，目前广泛使用的低温SCR催化剂都是采用V-Mn系催化剂或者类似配方的催化剂，Mn基氧化物的引入能够有效的提高低温SCR活性，但是实验室研究发现Mn基氧化物的加入会带来N₂选择性下降的问题，另外对于移动源脱硝而言，V基催化剂容易形成二次污染，日美等发达国家已经立法要求在移动源不能使用含V的催化剂，虽然电动机目前发展迅猛，但是由于柴油机目前还具有不可替代的作用，因此可以预见中长远时间内柴油机还会大量使用，因此开发具有优越的低温脱硝催化剂是很有经济价值和社会价值的。

中国专利CN107649175A公开了一种Ga-Ge掺杂MnOx-SAPO分子筛催化剂的制备方法，所述方法包括MnOx-SAPO-11分子筛的制备和Ga-Ge掺杂MnOx-SAPO-11 分子筛的制备两个步骤，其中，Mn元素与所述SAPO-11分子筛的质量比为16-20％； Ga、Ge、Mn元素的摩尔比为：0.02-0.05:0.1-0.2:1。本发明方法制备所得的催化剂可以应用在汽车尾气低温NH3-SCR脱硝系统中，在保持较好的温度操作窗口的前提下，有较好的抗SO₂、CO₂及H₂O中毒能力，从而保证较好的催化活性。

此专利通过增加Ga和Ge等元素掺杂提高催化剂的抗中毒能力，虽然在低温段具有较高的转化率，但是对于催化剂的选择性却并没有给出，从专利中无法获知该催化剂的选择性。