[發明專利]用于低溫選擇性催化還原脫硝反應的蜂窩狀Mn-Ti基催化劑及制備和使用方法

有效

• 申請號: 201010272038.6
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101947443A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 金瑞奔;金均;韋彥斐;顧震宇;許明海;朱虹;范海燕
• 申請（專利權）人: 浙江省環境保護科學設計研究院
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J35/04;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及催化劑，尤其涉及一種用于低溫選擇性催化還原脫硝反應的蜂窩狀Mn-Ti基催化劑及制備和使用方法。?

背景技術

針對固定源(燃煤電廠、工業鍋爐等)排放的NO_X，以NH₃為還原劑的選擇性催化還原技術(SCR)是目前研究最多、應用最廣，也是最有效的煙氣NO_X脫除技術。目前使用最為成熟的催化劑是V₂O₅/TiO₂或者在V₂O₅/TiO₂基礎上進行改性的催化劑，其主要優點表現在高活性和高抗硫性能，但此類催化劑在操作溫度高于350℃時才具有較高活性，因此只能將SCR反應器布置于省煤器和除塵器之間。但是現有鍋爐中在該位置大多沒有預留脫硝空間，因此給SCR工藝的工業應用帶來了很大的困難；此外在該工藝段的煙氣中含有高濃度的灰塵，灰塵中還含有堿金屬、砷和汞等物質，會對催化劑產生很強的侵蝕和毒化作用，影響其壽命。而催化劑的費用占整個SCR工藝成本的近40％，因此催化劑的壽命直接決定著SCR系統的運行成本。?

基于上述原因，近年來不少學者建議將SCR反應器布置于除塵甚至是脫硫裝置之后。為避免對煙氣的重復加熱、節約運行和鍋爐改造成本，研究和開發在低溫條件下具有活性的SCR催化劑具有重要的經濟和實際意義，也得到國際上許多研究工作者的重視。目前有關低溫SCR催化劑的研究主要集中在兩方面：(1)針對不同的活性物質如Mn、Cu、Fe、Cr、Mo、V等金屬氧化物開發出高效的低溫SCR催化劑活性組分；(2)將上述各種高效活性組分配合不同的載體物質，如活性碳材料、TiO₂、活性氧化鋁和金屬離子分子篩ZSM-5等制備出具有高比表面積、高熱穩定性的整體低溫SCR催化劑。?

目前研究使用較為廣泛的低溫SCR催化劑主要有MnOx/TiO₂、MnOx-CeO₂以及V₂O₅/AC等，在低溫下對NO_x有較高的去除率。G.Qi等人(G.Qi，R.T.Yang，Low-temperature?selective?catalytic?reduction?of?NO?with?NH₃?over?iron?andmanganese?oxides?supported?on?titania.Appl.Catal.B：Environmental，44(2003)217-225)使用浸漬法將Mn負載于TiO₂上，發現分散良好的無定型態的MnOx有很好的催化活性，當Mn的負載量大于10％時，原有的無定型態的MnOx轉化為晶體MnOx，SCR活性大大降低；G.Qi等人還通過沉淀法制備了?MnOx-CeO₂復合氧化物(G.Qi，R.T.Yang，R.Chang，MnOx-CeO₂?mixed?oxidesprepared?by?co-precipitation?for?selective?catalytic?reduction?of?NO?with?NH₃?at?lowtemperatures.Appl.Catal.B：Environmental，51(2004)93-106.)，當Mn/(Mn+Ce)的摩爾比為0.4時催化劑活性最高，在150℃能達到95％的NO去除率；Z.P.Zhu等人(Z.P.Zhu，Z.Y.Liu，S.J.Liu，H.X.Niu，A?novel?carbon-supported?vanadiumoxide?catalyst?for?NO?reduction?with?NH₃?at?low?temperature.Appl.Catal.B：Environmental，23(1999)L229-L233.)通過孔體積浸漬法制備V₂O₅/AC催化劑，發現當V₂O₅的負載量為1-5％時，V₂O₅/AC在180-250℃表現了很高的SCR活性。?