[发明专利]一种Mn2O3-SMS低温脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于煤化工催化剂制备技术领域，具体涉及一种Mn₂O₃‑SMS低温脱硝催化剂及其制备方法；所述Mn₂O₃/SMS低温脱硝催化剂材料由上表层纺粘材料、中间层熔喷材料、下表层纺粘材料以及附着和镶嵌在各层材料间的活性组分Mn₂O₃构成，其中，Mn₂O₃质量百分比含量为20‑80；方法为，将活性组分Mn₂O₃粉末与聚丙烯腈PAN粉末混合，依次经过纺粘、熔喷、纺粘三次纺丝并经针刺加固复合处理合成Mn₂O₃/SMS复合材料，最后在75‑105℃下干燥即得到Mn₂O₃/SMS低温脱硝催化剂；本发明制备方法简单、实施成本低、易于工业化应用，可以满足市场的大量需求，同时由于采用多层复合结构的聚合物纤维作为载体，其内部结构具有柔韧性高、孔隙丰富，可提高催化剂的催化能力和反应效率。

技术领域

本发明属于煤化工催化剂制备技术领域，具体涉及一种Mn₂O₃-SMS低温脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

作为全球最大的煤炭消费国，中国在2017年世界煤炭消费中占比超过50%。中国能源结构现状与特点是“富煤、贫油、少气”，以煤为主的能源结构在未来几十年内仍不会改变。然而在煤燃烧后的废气中，NO_x的存在不仅腐蚀设备和管道，导致后续变换、重整、以及合成工艺过程的催化剂中毒，排放到大气后还会严重污染环境。因此，NO_x的高效脱除是实现煤炭清洁高效转化的重要前提。

现有的低温脱硝催化剂面临的主要问题是硫酸铵或硫酸氢铵中毒失活，脱硝率显著下降。因硫酸铵或硫酸氢铵中毒导致催化剂失活是因为在低温下，烟气中的NH₃、H₂O、SO₂吸附在催化剂表面很容易形成硫酸铵或硫酸氢铵，而烟气的温度过低，未达到硫酸铵或硫酸氢铵在催化剂孔道内的分解温度，在催化剂运行不久后，催化剂表面会累积很多硫酸铵或硫酸氢铵，从而使催化剂的脱硝率急剧下降，导致催化剂失活。

发明内容

本发明为解决现有的低温脱硝催化剂易发生硫酸铵或硫酸氢铵中毒导致催化剂失活的技术问题，提供一种Mn₂O₃-SMS低温脱硝催化剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种Mn₂O₃-SMS低温脱硝催化剂，所述Mn₂O₃/SMS低温脱硝催化剂材料由上表层纺粘材料、中间层熔喷材料、下表层纺粘材料以及附着和镶嵌在各层材料间的活性组分Mn₂O₃构成，其中，Mn₂O₃质量百分比含量为20-80%。

进一步的，上述上、下表层纺粘材料的纤维直径为1-100μm、面密度为5-500 g/m²、中间层熔喷材料的纤维直径为0.3-20μm、面密度为5-200 g/m²。

一种制备上述的Mn₂O₃-SMS低温脱硝催化剂的方法为，将活性组分Mn₂O₃粉末与聚丙烯腈PAN粉末混合，依次经过纺粘、熔喷、纺粘三次纺丝并经针刺加固复合处理合成Mn₂O₃/SMS复合材料，最后在75-105℃下干燥即得到Mn₂O₃/SMS低温脱硝催化剂。

进一步的，上述Mn2O3粉末与聚丙烯腈PAN粉末混合的质量比为4：1-1：4。