[发明专利]具有抗水抗硫性的低温SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有抗水抗硫性的低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，在经过疏水化改性的金属氧化物载体上负载有MnO₂和Co₃O₄，且金属氧化物载体中的金属元素、Mn元素与Co元素的摩尔比控制在1：（0.02~0.2）：（0.02~0.2）。其制备方法包括：金属氧化物载体疏水化改性、前驱体溶液制备与抗水抗硫性低温SCR催化剂制备。本发明的催化剂具有无毒、环保优势，同时在低温条件下、含水、含硫条件下具有较高的脱硝效率。本发明的制备方法具有步骤简单、易于操作等优点。

技术领域

本发明涉及一种具有抗水抗硫性的低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，本发明属于催化剂技术领域。

背景技术

化石燃料的燃烧不可避免地产生大量的环境污染物质，作为主要的大气污染物之一，氮氧化物会引起酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏、气候变化、及对人体健康造成一定的损害作用。从脱硝原理来分类，氮氧化物的控制技术可以分为催化还原法、固体吸附法、液体吸收法和生化处理技术等；按处理流程顺序可以分为燃料燃烧前脱硝、燃烧方式的控制和燃烧后脱硝。其中选择性催化还原(Selective catalytic reduction，SCR)，因其脱硝效率高，选择性好，相对性价比高，已经成为当前我国脱硝的主流技术。

目前应用最广的SCR脱硝催化剂均为钒钨钛系列，该类催化剂已进入商业应用阶段，但其所需温度较高，一般要求控制在300-400℃，SCR装置需置于脱硫除尘之前以避免重复加热烟气，但此时烟气中较高浓度的SO2及粉尘会使催化剂严重失活。若采用末端布置则需对SCR装置进行再加热，增加了能耗。因此开发低温SCR金属催化剂具有重要的意义。

公开号CN 104722307 A的中国专利公布了一种铁基低温SCR脱硝催化剂的制备，该低温催化剂在150~250 ℃温度区间内具有稳定的脱硝性能，效率稳定在91%以上，但该低温催化剂的抗水抗硫性能不得而知，本发明采用钴锰钛系列催化剂，使用具有优异的低温活性的Mn替代具有毒性的钒，过渡金属Co的引入可以优先与SO₂结合，形成一种稳定化合物，该化合物在空间上形成一定的位阻，阻碍SO₂进一步在催化剂表面的吸附和积累。另外通过对TiO₂载体的疏水化改性，可以减缓H₂O分子在催化剂上的吸附与积累，从而实现抗水抗硫低温SCR脱硝催化剂的制备。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种在低温、含水、含硫条件下都具有较高的脱硝效率的SCR脱硝催化剂。

本发明的另一目的是提供一种具有抗水抗硫性的低温SCR脱硝催化剂的制备方法。

按照本发明提供的技术方案，所述具有抗水抗硫性的低温SCR脱硝催化剂，在经过疏水化改性的金属氧化物载体上负载有MnO₂和Co₃O₄，且金属氧化物载体中的金属元素、Mn元素与Co元素的摩尔比控制在1：（0.02~0.2）：（0.02~0.2）。

一种具有抗水抗硫性的低温SCR脱硝催化剂的制备方法包括以下步骤：

a、将正辛基三乙氧基硅烷与改性剂按质量比为1:（2~6）加入到容器并搅拌2~5h，将金属氧化物载体粉体加入到混合溶液内并搅拌2-5h，将容器转移至聚四氟乙烯水热釜中，在150~170℃条件下反应5~7h，反应后过滤并在110~130℃烘箱中烘干1~4h，烘干后置于180~220℃马弗炉焙烧1-2h，得到改性金属氧化物载体，备用；

b、将锰盐与钴盐溶解在去离子水中搅拌2~5h，制得前驱体溶液，将金属氧化物载体中的金属元素、Mn元素与Co元素的摩尔比控制在1：（0.02~0.2）：（0.02~0.2）；