[发明专利]一种高负载量中低温铁基脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高负载量中低温铁基脱硝催化剂及其制备方法，属于脱硝催化剂领域。所述催化剂的Fe₂O₃负载量为5‑16％；磨损率小于0.12％/Kg；250℃下脱硝活性为75‑88.2％。其制备方法为：配置铁基活性组分原料并制备成熔融状前驱体负载液；保持所述前驱体负载液呈熔融状，将催化剂载体在所述负载液中浸泡；随后升温并保持一段时间，将所述前驱体进行分解；最后进行焙烧，即得。该方法既能有效填充载体内部孔隙，又能有效粘附载体外表面，所得催化剂具有活性组分负载量高、磨损率低、250℃下脱硝活性高等优点。

技术领域

本发明涉及脱硝催化剂领域，尤其涉及一种高负载量中低温铁基脱硝催化剂。

本发明涉及所述高负载量中低温铁基脱硝催化剂的制备方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)的大量排放，严重破坏了生态环境，极大地危害了人类健康。有效控制氮氧化物排放是目前环保领域的重要任务。氨气选择性催化还原(SCR)法是目前使用最为普及的脱硝技术。钒钛系催化剂脱硝活性高、抗硫性好，是目前使用最多的SCR催化剂。但是钒钛系催化剂存在的问题是五氧化二钒毒性较大，被列入危废。

而铁基催化剂更加廉价、绿色环保，且具有良好的脱硝活性和抗SO₂性能，是传统钒钛系催化剂理想替代品。

负载型催化剂制备工艺简单，载体选取灵活多样，是一种常见的催化剂类型。专利CN110252387B公开了一种负载型中高温脱硝的铁基催化剂及其制备方法和应用。遗憾的是，铁基催化剂用于中低温脱硝的时候，随着烟气温度的降低，脱硝活性降低明显。在不增加催化剂用量的情况下，提高活性组分的负载量是提高烟气脱硝率的有效方法。研究表明，铁基催化剂的脱硝活性在负载量10～14wt％时达到最优。

浸渍法是常用的负载型催化剂制备方法。采用浸渍法制备铁基催化剂面临的困难是：如果选用溶解度高的硝酸铁、硫酸铁等，制备过程将产生大量的氮氧化物、二氧化硫；如果选用对环境友好的有机酸铁盐，则溶解度偏低，难以达到较高的负载量，需要多次浸渍处理。值得注意的是，涂覆法也是一种常用的负载型催化剂制备方法，其区别在于，浸渍法是主要将活性组分添加到载体的内部孔隙，而涂覆法是将催化剂的活性组分添加在载体的外表面。如果能够将活性组分铁元素同时添加在载体的内部孔隙和外表面，则可以得到更高负载量的铁基催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高负载量中低温铁基脱硝催化剂及其制备方法，既能有效填充载体内部孔隙，又能有效粘附载体外表面，所得的催化剂活性组分负载量可高达16％，磨损率低至0.07％/Kg，在250℃下脱硝活性可高达88％。

为实现以上目的，本发明采用以下具体技术方案：

一种高负载量中低温铁基脱硝催化剂，所述催化剂的Fe₂O₃负载量为5-16％；磨损率小于0.12％/Kg；250℃下脱硝活性为75-88.2％。

优选地，所述催化剂的Fe₂O₃负载量为7.8-12.5％；磨损率小于0.07％/Kg；250℃下脱硝活性为82.5-88.2％。

本发明还提供一种高负载量中低温铁基脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：配置铁基活性组分原料并制备成熔融状前驱体负载液。

进一步地，所述铁基活性组分原料包括五水合柠檬酸铁(FeC₆H₅O₇·5H₂O)和一水柠檬酸(C₆H₈O₇·H₂O)。