[发明专利]一种高强度氧化锰颗粒催化剂及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种高强度氧化锰颗粒催化剂，其特征在于，按照重量百分比计，该催化剂包含以下原料组分且各组分含量为：碳酸锰50～70％，粘土10～30％，无机粘结剂10～20％，有机粘结剂1～5％，以及无机纤维3～10％。本发明还公开了一种高强度氧化锰颗粒催化剂的制备工艺，以选择特殊组成要求的碳酸锰前驱体，通过与高表面积粘土、无机粘结剂、水混合后形成混合物，然后在捏合机中添加玻璃纤维、有机粘结剂通过强力捏合，得到相应的碳酸锰泥料。在两级真空挤出机中，通过真空挤出、切断得到生坯泥料颗粒，烘干焙烧后得到氧化锰催化剂颗粒。本发明的催化剂具有优异的脱硝效率。

技术领域

本发明属于环保催化材料和大气污染治理技术领域，更具体地说，涉及一种高强度氧化锰颗粒催化剂及其制备工艺。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是雾霾、酸雨等污染物的成因之一，汞则会对人的神经系统造成破坏，严重危害人类健康和生态环境。燃煤电厂和水泥厂作为NO_x的两个最大固定排放源，还会产生微量零价汞，成为大气污染治理的重点行业。随着污染物的超低排放势在必行，其中氮氧化物排放限值不得高于150mg/m³，汞及其化合物含量不得高于0.05mg/m³。目前燃煤电厂和水泥厂等工业排放的烟气污染物成分复杂，不仅加大了净化工作的难度，还会因分段独立处理NOx和汞造成工业成本的大幅增加，因此污染物的同时脱除以实现功能集成化，是今后烟气治理的主流发展方向。

针对烟气脱硝，选择性催化还原(SCR)脱硝技术效率高、稳定性好，成为国内外工业应用研究的主流技术和发展方向，SCR技术核心为脱硝催化剂。普通脱硝催化剂同时脱硝脱汞时需要在烟气中额外喷入氯化氢，出现氯化氢与氨气竞争吸附的问题。因此研发能够同时脱硝脱汞的低温催化剂是具有现实意义和理论需求的重要方向。

以氧化锰为活性组分的低温脱硝催化剂，具有较多的研究报道。如CN202010902971.0 中公开了一种二氧化钛纳米阵列低温脱硝脱汞催化剂及制备方法，以氧化锰和氧化铈为活性组分，氧化钡为助催化剂，TiO₂为载体在低温110℃条件下脱硝效率大于95％，脱汞率大于90％。CN202010675350.3发明一种低温稀土基抗硫耐水脱硝催化剂及其制备方法，将活性组分氧化铝-氧化铈-二氧化锰复合氧化物在多孔陶瓷载体及蜂窝载体上涂敷稀土基催化剂层，使之具备低温脱硝性能。CN202010084845.9发明了一种三叶草脱硝催化剂及其制备方法，以TiO₂-Al₂O₃为载体，以氧化铁和氧化锰为活性组分的无毒催化剂。但上述的专利均只报道了以氧化锰为活性组分掺杂系列的催化剂，并没有涉及到抗高湿高强度氧化锰催化剂。

而已有的文献中提到的掺杂型氧化锰催化剂，在低温烟气脱硝过程中，在有SO₂烟气环境中不可避免生产硫酸锰及SO₂在活性位的吸附，导致催化剂失活。催化剂失活难以采用热再生的方式进行，必须通过液相洗涤的方式进行再生，而洗涤过程容易造成催化剂强度破坏与活性组分的流失，以氧化锰为主组成的高强度催化剂成为发展的需要。且鉴于锰基催化剂的易失活特性，应用间歇移动床反应器能够确保脱硝过程的稳定性，对颗粒氧化锰催化剂的强度也提出了新的要求。因此，已有的专利中并未就高强度氧化锰催化剂的进行相应的报道。

为解决低温烟气脱硝技术难题，特别是针对高湿度、含SO₂烟气环境，存在催化剂低温中毒失效问题，开发能够应用于移动床、流化床等连续反应器中的高强度低温锰基催化剂具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种高强度氧化锰颗粒催化剂及其制备工艺。应用于低温烟气的脱硝过程，具有优异的脱硝效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：