[发明专利]一种中低温脱硝用的分子筛催化剂及其生产方法

说明书

本发明提供了一种中低温脱硝用的分子筛催化剂，该分子筛催化剂为负载型锰基中低温Mn/USY催化剂，包括USY分子筛载体和活性组分锰，其中，活性组分锰的负载量为5％‑15％，USY分子筛载体具有空心结构，且空心中保留了一定量的无定型氧化硅，使得该分子筛催化剂具有良好的催化活性和扩散性能，同时还具有很强的抗积炭能力；另外，本发明还提供了一种中低温脱硝用的分子筛催化剂生产方法，醋酸锰溶液与USY分子筛的浸渍、干燥、煅烧、过筛后得到Mn/USY催化剂，其生产方法简便，通过调整不同的活性组分锰负载量，可生产出不同锰负载量的Mn/USY催化剂，通过连续流固定反应器测定10％锰负载量的Mn/USY催化剂具有最高的催化效率。

技术领域

本发明涉及环保领域，具体是一种中低温脱硝用的分子筛催化剂及其生产方法。

背景技术

选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)是脱除燃煤煤焦炉烟气中氮氧化物的一种有效方法。目前，已经实现商业化运行的催化剂体系是V₂O₅-WO₃/TiO₂，温度窗口为300-400℃。该催化系统往往布置在煤焦炉出口处，使得催化剂暴露在高烟尘、高硫的恶劣烟气环境中，降低了催化剂的催化效率和使用寿命。为了保证催化剂有一个清洁的工作环境，SCR系统需要放在烟气脱硫、除尘工艺之后，而此时烟气的实际温度降到200℃以下，低于大多数钒基催化剂的起活温度。因此，开发能够在中低温条件下高效稳定运行的SCR催化剂具有十分重要的意义。

随着化工行业的发展，以分子筛为载体的催化剂在SCR技术中备受关注，其中超稳态Y型沸石分子筛(Ultra-Stable Y zeolite,USY)独特的三维十二圆环孔结构使其具有良好的热稳定性和比表面积，成为一种新型催化剂载体用于脱硝研究。国内外对低温SCR脱硝催化剂活性组分的研究主要集中在锰、铁和铜等过渡金属及其氧化物上。锰氧化物由于其存在多种不稳定价态，易于进行氧化还原反应，所以成为研究的热点，比如：1)无定型的MnO_X和较大的比表面积是催化剂具有较高低温活性的关键因素；2)锰的氧化形态和结晶程度决定了催化剂的活性以及氮气的选择性，且Mn₂O₃的活性和选择性最高。然而国内外对于中低温条件下锰基催化剂脱硝性能研究较少。

发明内容

本发明为了解决目前中低温条件下脱硝效率低的现状，提供了一种中低温脱硝用的Mn/USY分子筛催化剂及其生产方法，利用该方法可得到不同锰负载量的Mn/USY催化剂，具有不同的脱硝效率。

一种中低温脱硝用的分子筛催化剂，该分子筛催化剂为负载型锰基中低温Mn/USY催化剂，包括USY分子筛载体和活性组分锰，其中，活性组分锰的负载量为5％-15％。

具体地，USY分子筛载体具有空心结构，分子筛中氧化硅与氧化铝的摩尔比为4-29，晶粒度为0.4-1.5μm，比表面积为380-860m²/g，孔容为0.23-0.86ml/g，平均孔径为1.3-4.3nm。

具体地，分子筛中氧化硅与氧化铝的摩尔比为5-22，晶粒度为0.5-1.2μm，比表面积为500-750m²/g，孔容为0.25-0.65ml/g，平均孔径为1.5-3.1nm。

本发明中的中低温脱硝用的分子筛催化剂，具有空心结构，且空心中保留了一定量的无定型氧化硅，使得该分子筛催化剂具有良好的催化活性和扩散性能，同时还具有很强的抗积炭能力。不同的活性组分锰负载量具有不同的催化效率，可直接作为煤焦炉烟气出口出的中低温脱硝用。

一种中低温脱硝用的分子筛催化剂生产方法，包括如下步骤：

(1)将一定量的活性组分锰的相应金属盐醋酸锰粉末溶解于水中，搅拌均匀得到醋酸锰溶液；