[发明专利]一种用于低温烟气脱硝的催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于低温烟气脱硝的催化剂，涉及环境保护与烟气净化技术领域，该催化剂的主要组成为载体和活性组分，载体的重量百分数为85‑91wt％，活性组分的重量百分数为9‑12wt％；载体为硝酸改性的果壳活性炭，活性组分为锰氧化物和/或铜氧化物。本发明还公开了一种用于低温烟气脱硝催化剂的制备方法与应用。在应用时，可将催化剂置于等体积的尿素溶液中进行浸渍，之后经静置、干燥后得到负载尿素的催化剂，使烟气通过负载尿素的催化剂进行脱硝；负载尿素的催化剂中尿素的重量百分数为6‑10wt％。本发明实现了对50‑100℃的低温烟气的脱硝处理，工艺简单，能耗低；同时整个脱硝工艺绿色且无二次污染，实现了干法无氨脱硝，脱硝率高，避免了氨气逃逸。

技术领域

本发明属于环境保护与烟气净化技术领域，尤其涉及一种用于低温烟气脱硝的催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

氮氧化物NO_X是大气的主要污染物之一，其排放会严重危害环境和人体的健康，造成酸雨、臭氧层破坏、水体富营养化、光化学污染和人类的呼吸道疾病等危害。NO_X的主要成分是一氧化氮，其排放主要来自火力发电站、钢铁厂、汽油机废气、柴油机尾气等。在众多的NO气体脱硝技术中，选择性催化还原法(SCR)以其脱硝效率高的特点在工业上被广泛应用，其中主要用于选择性催化还原法的还原剂是氨气和尿素。

对于目前发展较成熟的以氨气为还原剂的选择性催化还原技术 (NH₃-SCR)，其反应温度窗口为300-450℃，但是由于烟气的排放温度较低，需要对烟气进行再加热，才能够实现NH₃-SCR脱硝，工艺复杂，耗能高，并且NH₃-SCR脱硝还会导致氨逃逸，耗费原料。对于以尿素为还原剂的选择性催化还原技术(urea-SCR)，还原剂尿素是以溶液的形式注入烟气中，在较高温度下将尿素分解为氨气，其本质仍是NH₃-SCR脱硝技术，并且，尿素溶液分解为氨气的量难以控制，会进一步导致氨气的逃逸。

目前国内已经出现较多低温SCR催化剂的研究报道。如中国专利 CN103406122A(公布日为2013年11月27日)公开了一种低温脱除氮氧化物和一氧化碳的催化剂及其制备方法，该催化剂由活性组分和活性炭载体组成，活性组分为氧化铜和/或氧化亚铜，该催化剂在200℃以上脱硝率较高，脱除氮氧化物的温度有所降低，但仍然较高，并且该催化剂适用于NH₃-SCR脱硝，同样会造成氨气的逃逸。

再如中国专利CN105032403A(公布日为2015年11月11日)公开了一种用于烟气低温脱硫脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂以经硝酸改性的活性炭为载体，以过渡金属Mn和/或稀土元素Ce为活性组分，活性组分通过浸渍、高温焙烧负载在载体上，该催化剂在80-220℃范围内都具有较高的脱硫脱硝效率，但是该催化剂适用于NH₃-SCR脱硝，同样会造成氨气的逃逸。

可见，目前国内虽然已经出现较多低温SCR催化剂的研究报道，但这些催化剂还存在低温活性不高的缺陷，同时在SCR脱销过程中存在氨气逃逸的现象。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种用于低温烟气脱硝的催化剂及其制备方法与应用，实现了对50-100℃的低温烟气的脱硝处理，工艺简单，能耗低；同时整个脱硝工艺绿色且无二次污染，实现了干法无氨脱硝，脱硝率高，避免了氨气逃逸。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种用于低温烟气脱硝的催化剂，包括：载体和活性组分，活性组分负载于载体上，载体为硝酸改性的果壳活性炭，活性组分为锰氧化物和/或铜氧化物；载体在催化剂中的的重量百分数为85-91wt％，活性组分在催化剂中的重量百分数为9-12wt％。