[发明专利]一种高活性抗硫复合载体型整体式脱硝催化剂及制备方法

说明书

本发明属于中低温脱硝催化剂的制备领域，一种高活性抗硫复合载体型整体式脱硝催化剂，该催化剂为Fe‑Mn/TiO₂‑Al₂O₃/堇青石，以堇青石蜂窝陶瓷为第一载体，二氧化钛和三氧化二铝为第二载体，负载活性组分铁氧化物和锰氧化物，该催化剂中，Al₂O₃质量为堇青石陶瓷载体质量的1‑5%，TiO₂质量为堇青石蜂窝陶瓷载体质量的5‑13%；铁锰氧化物质量为堇青石蜂窝陶瓷载体质量的1‑5%，其中铁：锰的摩尔比=0.1‑0.4：1。本发明制备成本低，制备简单，操作简便。

技术领域

本发明属于中低温脱硝催化剂的制备领域，涉及一种在堇青石蜂窝陶瓷上涂覆TiO₂-Al₂O₃涂层形成复合型载体，然后担载活性组分制备整体式脱硝催化剂的方法。

背景技术

氮氧化物（NO_x）是我国目前煤烟型大气污染形成的主要污染物之一，其不合理排放导致酸雨、雾霾以及光化学烟雾形成，严重破坏生态环境和危害人体健康，是我国目前大气环境治理的核心。氨气选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最为成熟且比较广泛的脱硝技术之一，目前在电力行业广泛应用的脱硝催化剂主要是钒钨钛催化剂，其工作温度在330~400 °C，因此脱硝装置一般安装于除尘和脱硫系统之前，以保证较高的脱硝活性。但是，这种模式会引起催化剂磨损、孔道堵塞和中毒问题。另外非电行业中工业窑炉、钢铁烧结和焦炉烟气等温度普遍低于280 °C，可见钒钨钛系脱硝催化剂不能应用在该温度范围。因此开发适用于低温段(<280 °C)脱硝催化剂成为研究人员关注的热点。

目前在低温脱硝催化剂方面，文献报道部分多集中在颗粒型的催化剂研究，而研究具有实际应用意义的整体式脱硝催化剂则较少。在整体式催化剂制备中，蜂窝状堇青石因具有低廉的成本、低热膨胀系数、高机械强度等优点，在工业催化开发方面得到广泛研究。但作为SCR催化剂的第一载体，堇青石通常需涂覆氧化型Al₂O₃或TiO₂等作为第二载体形成复合型载体以提高整体催化剂的低温活性。Al₂O₃或TiO₂浆液制备条件以及活性组分的负载性质（分散性和均匀性）均会对涂层的结构和牢固度产生影响，进而对整体式脱硝催化剂的催化还原性能产生明显的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何克服现有技术中堇青石催化剂低温脱硝活性较低的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种高活性抗硫复合载体型整体式脱硝催化剂，该催化剂为Fe-Mn/TiO₂-Al₂O₃/堇青石，以堇青石蜂窝陶瓷为第一载体，二氧化钛和三氧化二铝为第二载体，负载活性组分铁氧化物和锰氧化物，该催化剂中，Al₂O₃质量为堇青石陶瓷载体质量的1-5%，TiO₂质量为堇青石蜂窝陶瓷载体质量的5-13%；铁锰氧化物质量为堇青石蜂窝陶瓷载体质量的1-5%，其中铁：锰的摩尔比=0.1-0.4：1。

该催化剂安装于固定床反应器，反应温度控制在200-250 ℃，反应压力为常压，反应体积空速为2000h^-1～5000h^-1。

一种高活性抗硫复合载体型整体式脱硝催化剂的制备方法，按照如下的步骤进行