[发明专利]一种富氧型Mn基低温脱硝催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种富氧型Mn基低温脱硝催化剂的制备方法及其应用，通过共沉淀法、热回流法或载体浸渍法制成，其原料包括改性剂和Mn及可选元素的氧化物或前体盐。本发明通过改性剂的添加，有效增强了催化剂的金属阳离子和活性氧的活化作用，从而解决现有技术中普遍存在的脱硝催化剂低温下活性不高和稳定性较差的问题。本发明具有催化剂低温稳定、高效，操作方便等有益效果。

技术领域

本发明属于烟气脱硝催化剂技术领域，具体涉及一种富氧型Mn基低温脱硝催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

目前，全球能源结构仍然以化石燃料燃烧为主，作为NO_x主要排放源的火力发电厂和钢铁等非电行业，更是由于NO_x生成量巨大而被我国列入重点节能减排的对象当中。而公认的烟气NOx减排方法中，选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR)和选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)是被应用最多的技术。然而，针对于当前电力行业NO_x＜50mg/m³的超低排放限值，以及一些非电行业(如焦化、钢铁烧结等)没有适宜烟温窗口加装常规的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂SCR装置的现状，上述技术尚无法满足行业烟气排放标准。

针对电力行业和一些非电行业(如焦化、钢铁烧结等)的粉尘浓度≤10g/m³且温度在40-220℃烟气工况，如何设计一种具有低温高效催化性能的SCR催化剂是其关键所在。在这之中Mn基氧化物催化剂是被研究最多的，也是被公认在低温下最具SCR催化活性的催化剂之一。然而，无论是单一MnO₂还是采用金属阳离子改性的Mn基氧化物催化剂(CN201510056662.5，CN201610844375.5)仍存在催化剂低温下活性不高、稳定性较差的问题。因此，开发一种适应40-220℃烟温窗口的低温稳定高效脱硝催化剂，实现低温SCR技术，将对电力行业和一些非电行业(如焦化、钢铁烧结等)的NO_x减排具有重要的创新性实践意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种富氧型Mn基低温脱硝催化剂。

本发明的另一目的在于提供上述富氧型Mn基低温脱硝催化剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述富氧型Mn基低温脱硝催化剂的使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种富氧型Mn基低温脱硝催化剂，通过共沉淀法、热回流法或载体浸渍法制成，其原料包括改性剂和Mn及可选元素的氧化物或前体盐，其中，

改性剂包括KMnO₄、H₂O₂和NaClO₂中的至少一种；

可选元素包括Ce、Al、Zn、Ca、Mg、Fe、V和Ti中的至少一种；

前体盐为硝酸盐、乙酸盐、卤化盐或硫酸盐。

在本发明的一个优选实施方案中，所述载体浸渍法中所用的载体包括二氧化钛、氧化铝和氧化硅。

上述富氧型Mn基低温脱硝催化剂的制备方法之一，采用共沉淀法，包括如下步骤：

(1)将所述Mn的氧化物或前体盐及可选元素的氧化物或前体盐溶于去离子水中，配制成混合溶液；

(2)向上述混合溶液中添加所述改性剂；

上述Mn氧化物或前体盐、可选元素的氧化物或前体盐和改性剂的摩尔浓度百分比为0.1～70mol％：0.1～80mol％：0.1～60mol％；