[发明专利]一种担载型锰基中低温脱硝催化剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种担载型锰基中低温脱硝催化剂、制备及其应用，属于环保催化材料技术领域。该催化剂通过向二价锰盐溶液中加入载体二氧化钛或氧化铝，搅拌混合、干燥后加入高锰酸钾通过固相界面反应制得。本发明所提供的脱硝催化剂用于选择性催化还原脱硝反应，具有明显增强的低温(100～200℃)或中低温(200～300℃)催化活性，高担载量时具有优异的低温脱硝性能，典型样品在空速30000ml/g·h,100℃下，混合气中NO转化率达到98.7％，200℃时NO转化率为98.9％；低担载量时具有优异的中温脱硝性能，典型样品在空速60000ml/g·h，200℃时，混合气中NO转化率达到99.0％，温度升高至300℃，NO转化率仍为99.6％。本发明所提供脱硝催化剂具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及环保催化材料技术领域，具体涉及一种担载型锰基中低温脱硝催化剂、制备方法及其应用。

背景技术

近年国家对环境保护、环境治理方面有了明显的重视和效果，对于污染物的排放也有了更严格的控制。其中，NOx是一类产生污染极大的大气污染物，主要来源是锅炉尾气、硝化厂尾气等，尤其是燃煤发电仍然在我国占有绝对的主导地位，产生大量的尾气且含有NOx。目前应用最为广泛的脱硝方式的选择性催化还原法(SCR)，用还原剂将NOx还原为对大气无害的N₂。常见的还原剂为烃类、氢气(H₂)和氨(NH₃)，随着合成氨技术的发展，使用NH₃的成本明显降低，因此NH₃-SCR是目前最常用的催化脱硝方法。

脱硝催化剂是NH₃-SCR技术的核心，催化剂的结构、组成等对催化脱硝效率，催化剂使用寿命等具有极其重要的影响。根据催化剂活性组份分类，NH₃-SCR催化剂可分为贵金属催化剂、分子筛催化剂和过渡金属氧化物催化剂。而考虑到成本，目前应用较多的是过渡金属氧化物基催化剂，其中V₂O₅基催化剂具有最为广泛的工业应用。V₂O₅基催化剂通常在300～400℃之间使用，具有优的催化脱硝性能。一般尾气中除了NOx，还有SO₂和粉尘等，SO₂对催化剂有较强的毒害作用，在催化剂表面SO₂可以被氧化形成SO₃，SO₃与活性金属氧化物或NH₃结合形成硫酸盐，覆盖在催化剂表面，造成活性组份的减少，催化性能明显下降。因此近几年新的尾气净化工艺，先进行脱硫除尘，再脱硝，降低对催化剂抗硫性能的要求，但同时该工艺脱硝装置反应温度偏低，一般在100～300℃，现在工业上常用的V₂O₅基催化剂不再适应中低温新工艺的要求。同时，V₂O₅具有易挥发流失的问题，造成催化剂脱硝活性下降，同时V₂O₅对大气和人类健康都有巨大危害，形成二次污染。

中温脱硝(200～300℃)和中低温脱硝(100～300℃)的反应装置中常用的脱硝催化剂，目前使用的锰基脱硝催化剂活性还有待提高。当系统的温度降低时，尾气中的NO转化率也降低，影响催化脱硝效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种担载型锰基中低温脱硝催化剂、制备方法及其应用，其具有优异低温催化脱硝和中低温反应性能、较宽的操作温度窗口；可应用于烟气脱硝，以解决现有的烟气SCR脱硝催化剂技术中锰基脱硝催化剂在中低温活性较差的问题。

本发明拟解决上述问题的技术方案如下：

一种担载型锰基中低温脱硝催化剂，催化剂通过向二价锰盐溶液中加入载体二氧化钛或氧化铝，搅拌混合、干燥后加入高锰酸钾通过固相界面反应制得。