[发明专利]一种低温稀土基抗硫耐水脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种低温稀土基抗硫耐水脱硝催化剂及其制备方法。本发明的低温稀土基抗硫耐水脱硝催化剂，包括多孔陶瓷载体及载体上涂覆的稀土基催化剂涂层，所述稀土基催化剂涂层包含活性组分和助剂，所述活性组分包含氧化铝‑氧化铈‑二氧化锰复合氧化物，所述助剂的元素组成包括Fe、Co、Ni、W、Y、Cr中的一种或多种。本发明还公开了一种共沉淀制备催化剂活性组分的方法。本发明的稀土基脱硝催化剂采用共沉淀法制备得到的氧化铝‑氧化铈‑二氧化锰复合氧化物使得催化剂低温活性更高，并拓宽活性温度窗口，此外本发明中助剂的引入增强了稀土基催化剂的抗硫、耐水性，可广泛应用于热电厂、水泥厂尾气脱硝处理。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种低温稀土基抗硫耐水脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

NOx不仅是酸雨的主要贡献者，也是形成近地层大气臭氧污染、光化学烟雾、二次微细颗粒污染和地表富营养化的前提物，由此引起的问题已经与臭氧层破坏、全球气候变化一起成为最为突出的大气环境热点问题。

目前选择性催化还原技术（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）被认为是最好的脱硝技术，它是在特定催化剂作用下，用氨或其他还原剂选择性的将NOx还原为N₂的方法。其中，以NH₃为还原剂的SCR技术因其效率高、无二次污染而得到了广泛应用。在整个SCR工艺中，催化剂是系统中最核心的部分。SCR催化剂发展主要经历了三个阶段，贵金属催化剂、分子筛催化剂和金属氧化物催化剂。贵金属催化剂通常以Pt、Rh、Pd等作为活性组分，氧化铝或整体式陶瓷作为载体，该催化反应的活性温度区间较低，通常在300°C以下，但温度窗口较窄，且有副产物N₂O生成，另外对NH₃有一定的氧化作用，对烟气中的SO₂也比较敏感，而且成本较高。金属离子交换分子筛催化剂主要包括Y型、ZSM系列和发光沸石等，该类催化剂有效的活性温度区间较高，最高可达600 °C，但主要用于燃气排放控制等温度较高的条件下。金属氧化物催化剂在富氧条件下NH₃-SCR反应中有较好的催化活性，目前发电厂装配的为V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂，但其活性温度窗口较窄，且所使用的V有毒，对环境与人体健康会产生严重危害，我国环境保护部颁布的《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》，明确将废烟气脱硝催化剂（钒钛系）纳入危险废物管理。因此，开发环境友好、性能优异的稀土基脱硝催化剂意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种低温稀土基抗硫耐水脱硝催化剂及其制备方法。本发明的稀土基脱硝催化剂与传统的钒基脱硝催化剂相比，共沉淀法制备得到的氧化铝-氧化铈-二氧化锰复合氧化物使得催化剂低温活性更高，并拓宽活性温度窗口，助剂的引入增强了稀土基催化剂的抗硫、耐水性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种低温稀土基抗硫耐水脱硝催化剂，包括多孔陶瓷载体及载体上涂覆的稀土基催化剂涂层，所述稀土基催化剂涂层包含活性组分和助剂，所述活性组分包含氧化铝-氧化铈-二氧化锰复合氧化物，所述助剂的元素组成包括Fe、Co、Ni、W、Y、Cr中的一种或多种。

按重量份数计，所述稀土基抗硫耐水脱硝催化剂包括以下组分：氧化铝10-40份，氧化铈20-80份，二氧化锰5-20份，助剂0.5-5份。

所述多孔陶瓷载体的尺寸为100-150mm*100-150mm* 50-400mm，孔目数为25-300目。

所述多孔陶瓷载体材质为堇青石、莫来石、钛酸铝或碳化硅。

所述助剂的元素组成包括Fe、Co、Ni、W、Cr中的一种或多种。

所述低温稀土基抗硫耐水脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：