[发明专利]超低温SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，该催化剂以钛的氧化物为载体，以锰的氧化物为活性成分，以钕的氧化物为助催化剂；制备方法为将钛的氧化物溶于去离子水中，加入锰的氧化物前驱体及硝酸钕搅拌浸渍后，经烘干、研磨、煅烧，即制得超低温SCR脱硝催化剂。优点为通过添加钕的氧化物制备的超低温SCR脱硝催化剂，具有较低的脱硝反应温度，较宽的催化还原脱硝活性温度窗口；同时，本发明的制备方法简便，易于操作。

技术领域：

本发明属于催化剂领域，尤其涉及一种超低温SCR脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术:

煤炭的消耗在在能源消费结构中占有重要比重，燃煤产生的大量的氮氧化物，是造成复合型大气污染的关键污染物，成为当前迫切需要解决的环境问题。大气污染物中70％的氮氧化物来自于燃煤，因此煤炭消耗行业中NOx的排放十分重要。

火电站、钢铁、冶金、水泥、石化等是煤炭消耗的主要行业。现有燃煤电站大部分已安装相应脱硝设施，以达到排放标准。对于中小型燃煤锅炉，由于原有的烟道布局空间有限，无法在烟气除尘与脱硫前进行脱硝，需要进行后端的烟气脱硝。其他耗煤行业中，如钢铁、冶金、水泥、石化等，燃煤烟气量大、烟温一般在120℃～180℃。目前针对这类低温燃煤烟气脱硝技术仍未成熟，这使得中小型燃煤(发电)锅炉及其他耗煤行业的烟气NOx减排形势十分严峻。

NH₃-SCR技术是目前最佳的脱硝技术，目前商用催化剂多为V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂催化剂，其工作温度一般在300℃～400℃范围内，为了满足这种温度窗口且不需要外部加热，SCR脱硝装置一般布置在除尘和脱硫单元之前，适合新建工程。对于中小型燃煤(发电)锅炉及其他耗煤行业的低温烟气，需要对烟气进行升温后方可反应，这将大大增加脱硝成本。因此，降低催化剂的反应窗口条件，成为低温SCR技术亟待解决的问题。采用低温NH₃-SCR技术便于和现有的锅炉系统相匹配，不但能够避免烟气预热能耗，而且还可以降低SO₂和粉尘对催化剂的毒化作用，从而提高催化剂寿命，易于推广。

锰基催化剂是目前研究较多、效果较好的一种低温脱硝催化剂。现有的专利中，绝大部分是添加Fe、Ni、Co、Ce等助剂进行改性，助剂添加量普遍较高，活性温度窗口大多在120℃～240℃，低温条件下的催化活性较差，起活温度仍然较高。申请号为20181135094的专利公布了一种介孔锰钛低温脱硝催化剂，在125℃-350℃的温度范围内，NOx去除率达90％以上，但温度低于120℃时，脱硝效率迅速降低。申请号为201810827437的专利公布了一种MnCoCeFe氧化物低温脱硝催化剂，起活温度为160℃。

因此，研制开发与之相匹配的低温高效、性能稳定的SCR低温脱硝催化剂已成为该技术研究领域的一大热点，对氮氧化物的减排具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种具有低起活温度、高催化效率及宽温度窗口的SCR脱硝催化剂；

本发明的另一目的是提供该催化剂的制备方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种超低温SCR脱硝催化剂，该催化剂以钛的氧化物为载体，锰的氧化物为活性成分，钕的氧化物为助催化剂；其中，所述催化剂中钕、锰、钛元素的摩尔比为(0.003～0.06):(0.2～0.5):1。

优选地，所述催化剂中钕、锰、钛元素的摩尔比为(0.015～0.03):(0.3～0.4):1；

最优地，催化剂中钕、锰、钛元素的摩尔比为Nd、Mn及Ti元素最优摩尔

比为0.03:0.3:1。