[发明专利]一种抗低硫型低温碳基脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

一种抗低硫型低温碳基脱硝催化剂及其制备方法和应用，属于烟气脱硝技术领域。将椰壳活性炭预处理，得到样品AC；将样品AC在硝酸溶液中浸渍后烘干，得到样品HAC；采用等体积浸渍法，将前驱体Mn(NO₃)₂溶液和Fe(NO₃)₃·9H₂O粉末，配制成含有Mn/Fe前驱体混合溶液，再取HAC放入溶液，磁力搅拌后烘干，得到样品IAC；将处理后样品IAC进行中低温分段煅烧，最终得到抗低硫型低温碳基脱硝催化剂样品。本发明工艺简单、制备成本和能耗低、环境友好，制得的催化剂具有碳基载体比表面积大、孔隙结构好、含氧官能团丰富以及Mn/Fe活性组分NOx还原性能优等优点，能够实现复合碳基催化剂低温高效烟气脱硝性能。

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种抗低硫型低温碳基脱硝催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

NO_x是主要的大气污染物，是化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏的重要前驱体，也是引起人体呼吸道问题、进而危害人类健康的主要污染源之一。近年来，国家标准对燃煤发电行业以及钢铁冶金和建材等非电行业提出了更为严格的NO_x排放限值，即要求排放烟气中的NO_x浓度不大于50 mg/m³，因此，控制NO_x排放是当前大气污染治理的重要内容。

目前，国内外控制燃烧烟气NO_x排放的主流技术为SCR脱硝工艺，该技术采用V₂O₅/TiO₂、V₂O₅-WO₃/TiO₂等催化剂，在温度窗口为300-400℃，通过氨基还原剂（氨气、氨水等）将烟气中的NO_x还原为N₂。该工艺存在反应温度高、温度窗口窄、催化剂易堵塞中毒等问题。为降低烟气中粉尘和SO₂对SCR催化剂的影响，可采用低灰布置方式，即将SCR反应器布置在烟气净化装置（除尘、脱硫）之后，但此时的烟气温度较低，单纯除尘后的烟气温度仅为140 ℃左右，除尘和脱硫之后的烟气温度则更低。在此温度条件下，传统钒钛类催化剂脱硝效率很低，需要对烟气进行加热处理以提高SCR脱硝效率。这不仅使得脱硝工艺更为复杂，而且也需要消耗较多能源，因此，研发低温脱硝催化剂受到了研究者的广泛关注。

CN 101879452B公开了一种锰基低温脱硝催化剂及其制备方法，先将硝酸锰、硝酸铁、四氯化锡和硝酸铈常温溶解于水中，搅拌形成透明溶液，然后加入碳酸铵溶液，加热搅拌得到浆液，通过超声浸渍和真空抽滤后，得到滤饼；再用去离子水清洗，并将滤饼干燥、焙烧后，最终得到锰基脱硝催化剂MnFeSnCeO_x。该催化剂能够在80-250℃低温条件下获得较高的脱硝效率（71%-100%），但是制备该催化剂需要耗费大量的普通金属和稀土金属，制备成本较高。CN 109999891A公开了一种低温SCR脱硝催化剂及其制备方法，它是以MCM-41为载体，以锶、锆、铝为掺杂改性组分，以锰为活性组分，通过等体积浸渍法制备的介孔有序结构催化剂，其中Mn/Al-MCM-41在180-400℃下NO_x脱除效率达60%以上，而在200-400 ℃的NO_x脱除效率达100%，但其所采用MCM-41介孔材料的制备工艺较为复杂，因而催化剂成本较高。