[发明专利]一种抗碱金属中毒低温锰基SCR脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及烟气脱硝催化剂制备技术领域技术领域，尤其为一种抗碱金属中毒低温锰基SCR脱硝催化剂及其制备方法，包括低温锰基SCR脱硝催化剂的制备方法、碱金属中毒低温锰基SCR脱硝催化剂的制备方法和抗碱金属中毒低温锰基SCR脱硝催化剂的预处理方法，通过碱金属中毒低温锰基SCR脱硝催化剂的制备方法制备的催化剂在低温、负载一定量钾盐或钠盐为主要特性的应用环境中具有高效催化还原NOx的性能，从而适应高碱金属含量燃料，达到延长催化剂寿命和提高使用安全性的目的，通过SOsubgt;2/subgt;气氛预处理能够提升氮氧化物的转化率，有利于烟气脱硝保护环境，在150℃达到80％以上的转化率同时具备抗碱金属中毒和抗二氧化硫中毒的性能，有利于延长催化剂的使用寿命。

技术领域

本发明涉及烟气脱硝催化剂制备技术领域技术领域，具体为一种抗碱金属中毒低温锰基SCR脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

尽管我国在严格控制电力行业煤炭消费新增量以及非电行业煤炭消费总量，但煤在现阶段仍然是我国的主要能源，加上垃圾焚烧处理量不断增加和机动车保有量的迅猛增加，致使固定源和移动源排放到大气中的NOx的污染程度不断增加。因此，如何有效消除NOx是当前环保领域令人关注的重要课题。

选择性催化还原法(selective catalytic reduction，SCR)是目前国际上应用最广泛最有效的烟气脱硝技术。然而传统的钒基催化剂，即以TiO₂为载体，负载一定量的V₂O₅、WO₃或MoO₃等组分的中高温催化剂，其活性温度较高(300-400℃)，一般为高温高尘布置。该技术在实际使用中存在一些问题，一是烟气中飞灰和SO₂含量高，催化剂容易发生堵塞和中毒，致使其活性下降，寿命缩短；二是钒的前驱物一般毒性较大，对人体、动植物和环境造成极大的危害。因此，减少钒的负载量或用其他金属元素代替钒来制备新型的高效环境友好型催化剂具有重要意义。相比钒基催化剂，MnO_x类催化剂具有低温、高效、无毒、廉价等优点，能将催化剂起活温度降至150℃左右，从而实现脱硝装置后移，当用于生活垃圾焚烧发电厂时，无需通过蒸汽烟气换热器SGH再将烟气再加热到180℃以上，从而减少加热用蒸汽耗量，提高了全厂发电量和整体效益。

碱金属是对催化剂毒性最大的一类元素，其毒性强度与金属碱性呈正比。对于燃煤锅炉，由于煤灰中大多数碱金属是不溶的，故发生碱金属中毒的可能性较小，而对于燃油锅炉，由于水溶性碱金属盐的含量较高，故中毒的危险性会较大，尤其对于燃烧高钠准东煤和燃用生物质的锅炉，由于燃料中水溶性Na、K含量较高，故碱金属中毒现象会非常严重。对于垃圾焚烧发电，由于目前厨余垃圾仍占较大比例，而厨余垃圾中含有较高盐分，最终碱金属氧化物或盐随飞灰进入SCR脱硝区域，会堵塞催化剂孔道，造成物理钝化，并占据活性位点，导致NH₃吸附量的减少，造成化学中毒失活。因此，亟待开发具有抗碱金属中毒能力的低温锰基脱硝催化剂。

对于NH₃-SCR脱硝反应，NH₃在催化剂表面的吸附，是SCR反应进行的第一步，故SCR性能与催化剂表面酸度密切相关。通过SO₂预处理可以提高催化剂表面的酸性，从而提高催化剂表面NH₃的吸附能力，抵消碱金属K、Na对催化剂的毒害作用。因此，对一种抗碱金属中毒低温锰基SCR脱硝催化剂及其制备方法的需求日益增长。

目前市场上存在的大部分催化剂用于转化消除的锅炉烟气中NOx，却难以适应高碱金属含量燃料，容易引起碱金属中毒，导致催化效率降低，现有技术制备的催化剂无法同时满足具备抗碱金属中毒和抗二氧化硫中毒的性能，因此，针对上述问题提出一种抗碱金属中毒低温锰基SCR脱硝催化剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗碱金属中毒低温锰基SCR脱硝催化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：