[发明专利]一种铁、钨、锌改良氧化铈/氧化锰SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明的一种铁、钨、锌改良氧化铈/氧化锰SCR脱硝催化剂，以钛的氧化物为载体，其上负载铈的氧化物和锰的氧化物为活性组分，以铁的氧化物、钨的氧化物和锌的氧化物作为添加剂增进活性组分的活性；催化剂中铁元素、钨元素、锌元素的摩尔比为5～10：1～5：1～5；催化剂中各组分含量：钛的氧化物85wt％；铈的氧化物5.24wt％～7.02wt％；锰的氧化物2.65wt％～3.55wt％；铁的氧化物1.275wt％～3.155wt％；钨的氧化物0.87wt％～4.125wt％；锌的氧化物0.264wt％～1.68wt％。该催化剂具有较强的催化氧化还原能力，在150～400℃反应温度区间内达可以保持脱硝效率80％及以上，有效的提高了脱硝效率。

技术领域

本发明属于环境保护与环境催化领域，涉及低温SCR脱硝反应催化剂，尤其涉及一种铁、钨、锌改良氧化铈/氧化锰SCR脱硝催化剂及制备方法。

背景技术

氮氧化物NO_x主要来自化石燃料的燃烧，是构成酸雨、温室效应和臭氧层破坏的主要物质之一。氮氧化物NO_x主要有NO₂、NO、N₂O、N₂O₅、N₂O₃、N₂O₄等，其中大气中的氮氧化物NO_x主要为NO、NO₂和N₂O。在阳光照射下，大气中的挥发性有机物(VOC_s)可与氮氧化物NO_x发生复杂的光化学反应，产生以酸类、醛类、酮类、颗粒物和O₃为特征的光化学烟雾。光化学烟雾是一种二次污染物，对呼吸系统、眼睛等人体器官有严重的危害作用，导致呼吸障碍、头痛以及引起慢性呼吸道疾病恶化，甚至会造成死亡。此外，空气中的硫酸和硫酸盐气溶胶与硝酸和硝酸盐气溶胶(来自于NO_x)的氧化加速了酸雨的恶化。随着我国对SO₂排放标准的日益严格，NO_x对酸雨的贡献日趋明显，将逐步赶上或超过SO₂。并且，我国降水中和比值在全国范围内逐年增加。由此可知，NO_x的污染越来越严重。目前，我国工业锅炉脱硝技术还不成熟，尚处于起步阶段，此外，脱硝装机容量低，减排形势严峻。世界上一些发达国家，如美国、欧洲和日本很早就开始着重研究NO_x的排放和治理。我国对NO_x排放和治理起步较晚，但也日益重视。但是作为NO_x的重点排放源的工业锅炉和燃煤电厂等大多采用的脱硝技术(尤其是催化剂)主要依靠国外引进。此外，由于我国煤质不高，燃煤烟气一般具有“高灰高硫”的特点；针对工业锅炉，其运行工况常有波动，导致烟气温度不稳定，这就要求SCR脱硝催化剂具有较宽的工作温度窗口，国外引进的商用钒基催化剂较窄的活性温度窗口己不能满足脱硝的需求。因此，研究开发具有自主知识产权且能适应我国燃煤烟气特点的NH₃-SCR脱硝技术是控制NO_x排放的关键所在。目前，工业应用催化剂为钒基催化剂。但由于我国煤质较差，煤种多样，对高硫煤、褐煤燃烧后的废气进行处理时仍使用钒基催化剂，会存在高温活性不佳、选择性差和二次污染等问题。因此开发适应我国烟气脱硝的非钒基环境友好型催化剂意义重大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种铁、钨、锌改良氧化铈/氧化锰SCR脱硝催化剂及制备方法，具有较高的脱硝性能，具有较宽的工作温度窗口，可有效降低脱硝催化剂的毒性。