[发明专利]一种V-Mn基低温SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种V‑Mn基低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，采用浸渍法制备，以锐钛矿型二氧化钛TiO₂为载体，其上负载活性组分和助剂。其中，活性组分由钒氧化物V₂O₅和锰氧化物MnO_x共同组成，助剂为Mo、W、Fe、Co、Cu、La、Ce、Zr和Sn中的至少一种的氧化物，其选择性催化还原脱硝反应的温度为120‑300℃。本发明以V₂O₅和MnO_x共同作为活性组分，发挥V‑Mn双金属间的协同作用，V₂O₅提供了更多的酸性位点且抑制SO₂和H₂O吸附在金属活性位上，MnO_x则有效提高了催化剂在低温区的催化活性，同时，助剂能进一步提高催化剂的抗SO₂和H₂O性能。本发明在120‑300℃范围内具有良好的催化脱硝效果，并具有良好的抗SO₂和H₂O性能。

技术领域

本发明属于工业烟气催化净化技术领域，具体涉及一种V-Mn基低温SCR脱硝催化剂及其制备方法。

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主要排放源的工业行业(含电力行业和非电行业)，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。在NO_x脱除技术中，选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)是国内外应用最为广泛的烟气脱硝技术。目前商业应用最为成熟的脱硝催化剂为V₂O₅-WO₃/riO₂催化剂，其以V₂O₅作为主要的活性组分，WO₃作为助催化剂，以锐钛矿型TiO₂为载体，应用的温度窗口多在300～420℃之间，较高的应用温度使得其反应器通常布置于除尘器之前。然而，对于一些工业炉窑，例如钢铁烧结机、玻璃窑炉、水泥窑炉等，其排烟温度低，催化剂需要布置在烟气温度较低的设备段中(如除尘器之后)，所以常规的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂无法满足烟温要求。由于工业炉窑的设备改造花费巨大，如能实现低温催化，便无需对现有的炉窑系统进行大的改造，在空间上和经济上的可行性都较高。但是，现有大多数低温催化剂不稳定，易SO₂和H₂O中毒，寿命难以保障。因此，开发具有稳定抗SO₂和H₂O中毒能力的低温脱硝催化剂，实现工业行业(含电力行业和非电行业)的NO_x减排具有极为重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种可抗SO₂和H₂O中毒的V-Mn基低温SCR脱硝催化剂。

本发明的另一目的在于提供上述V-Mn基低温SCR脱硝催化剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种V-Mn基低温SCR脱硝催化剂，其选择性催化还原脱硝反应的温度为120-300℃，采用浸渍法制备，以锐钛矿型二氧化钛TiO₂为载体，其上负载活性组分和助剂，其中，活性组分由钒氧化物V₂O₅和锰氧化物MnO_x共同组成，助剂为Mo、W、Fe、Co、Cu、La、Ce、Zr和Sn中的至少一种的氧化物。

在本发明的一个优选实施方案中，其中，V₂O₅的量为0.1-6wt％，锰氧化物MnO_x的量为0.1-9wt％，助剂的量为0.1-15wt％。