[发明专利]高活性低温SCR催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于催化剂技术领域，涉及高活性低温SCR催化剂及其制备方法。该催化剂以γ‑Al₂O₃和ZSM‑5分子筛为载体，主要活性组分包括Mn和Mg的氧化物，辅助活性组分包括Fe、Zn、Ce中一种或两种以上金属元素的氧化物，所述催化剂中主要活性组分和辅助活性组分的质量百分含量为6％～12％。所述催化剂中Mn、Mg、Fe、Zn、Ce的摩尔比为4.5～10:1.5～3:0～1:0～3:0～1.5。本发明催化剂的制备方法通过调整锰铁铈锌四种元素的配比改变了金属氧化物在催化剂载体表面的分布情况。充分利用了催化剂载体的高比表面积，改善了催化剂内部晶格氧、化学吸附氧和羟基氧的比例，增强了三种氧原子之间类型的转换，进而大幅提高了催化剂的活性。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及用于低温烟气通过氨催化还原脱除氮氧化物催化剂的制备方法，尤其涉及高活性低温SCR催化剂及其制备方法。

背景技术

电力、钢铁、有色金属、建材、石油化工等多个行业的烟气排放是氮氧化物(NOx)的主要来源，其中占比例最大的是NO，所占含量通常在95％以上。氮氧化物能引起人体中毒、植物损害，同时是光化学污染的源头，还会形成酸雨、破坏臭氧层，对环境形成严重的污染。因此，各个行业的烟气脱硝已经成为我国亟待解决的环境问题。

烟气NOx脱除技术可分为湿法和干法两大类：湿法脱硝技术主要包括氧化吸收法、络合吸收法、碱液吸收法等；干法主要是指各类氧化/还原催化脱除法等。其中选择性催化还原技术是目前最成熟的脱硝技术，该技术使用氨或者其他还原性气体作为还原剂，在催化剂作用下，将NOx还原成水和氮气。目前应用最广泛的钒钨钛体系催化剂技术成熟，但是存在运行温度偏高(380℃左右)的问题。而且在处理褐煤燃烧后的废气时，钒基催化剂会产生高温活性不佳、选择性差等问题。

催化剂的低温性能越好，SCR反应器的运行费用越低，可适用的场合就越广泛。因此，开发高活性低温脱硝催化剂迫在眉睫。中国专利CN201811318009.1公开了一种铁、钨、锌改良氧化铈/氧化锰SCR脱硝催化剂，该催化剂以钛的氧化物为载体，其上负载铈和锰的氧化物为活性组分，并以铁、钨、锌的氧化物为辅助活性组分，这种催化剂在150℃-400℃的温度区间可以保持80％以上的活性。但该改良SCR脱硝催化剂中钛的氧化物为85wt％，实质是一种钛基催化剂，造价较高，不适合大规模应用于工业处理废气。中国专利CN201510119943.0提供了一种高比表面积的SCR催化剂，以ZSM-5为载体，活性组分包括铜、铁、锰、铈、锆任意一种或多种。但是，以铁、锰、铈作为活性组分的催化剂运行温度均超过300℃，同样存在使用成本高，适合范围有限的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有SCR脱硝催化剂存在的上述缺陷，提供了一种低温运行的催化剂，且原料价格低廉，催化活性稳定。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

本发明提供了一种高活性低温SCR催化剂，所述催化剂以γ-Al₂O₃和ZSM-5分子筛为载体，主要活性组分包括Mn和Mg的氧化物，辅助活性组分包括Fe、Zn、Ce中一种或两种以上金属元素的氧化物，所述催化剂中主要活性组分和辅助活性组分的质量百分含量为6％～12％。

具体的，所述主要活性组分中Mn和Mg的摩尔比为3～4.4:1。

具体的，所述辅助活性组分中Fe、Zn、Ce的摩尔比为0～1:0～3:0～1.5。

其中，所述催化剂中Mn、Mg、Fe、Zn、Ce的摩尔比为4.5～10:1.5～3:0～1:0～3:0～1.5。

本发明还提供一种上述高活性低温SCR催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)按原料比例备料，将γ-Al₂O₃粉末和ZSM-5分子筛粉末进行洗涤；