[發明專利]一種低溫SCR脫硝催化劑、其制備方法及其應用

無效

• 申請號: 201210168562.8
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102671691A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李樂軍;羅啟貴;楊賢有;楊波
• 申請（專利權）人: 四川君和環保工程有限公司
• 主分類號: B01J29/26
• 分類號: B01J29/26;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 泰和泰律師事務所 51219
• 代理人: 楊兵

技術領域

本發明涉及SCR法煙氣脫硝技術，特別涉及一種用NH₃作還原劑的低溫SCR煙氣脫硝的催化劑、其制備方法及其應用。?

背景技術

我國是一個燃煤大國，隨著國民經濟的高速發展，每年向大氣中排放出大量的硫化物和氮氧化物，致使許多地區形成酸雨，危害生態環境；氮氧化物是生成臭氧的重要前提物之一，也是形成區域細粒子污染和陰霾的重要原因，而且對人體健康有較大的危害。

????據權威部門調查，我國目前氮氧化物排放總量已超過1800萬噸，如不采取有效控制措施，到2020年可能達到3000萬噸以上，控制氮氧化物的任務勢在必行。

為控制燃煤煙氣、燒結煙氣中的NO_x?排放，我國多采用低NO_x燃燒技術，但脫硝效率低，滿足不了日益增長的環保要求，而脫硝效率較高的SCR技術則用得很少。但是，在美國、日本、德國等發達國家的電站、鋼廠中，SCR已經成為控制NO_x排放的通用技術。該技術的核心是催化劑，在SCR技術的應用過程中，催化劑的制備生產是其中最重要的部分之一，其催化性能直接影響到SCR?系統的整體脫硝效果．催化劑的更換與還原劑的消耗是SCR系統運行費用的最主要來源，同時催化劑的生產制備更是占據了SCR?系統初期建設成本的20%以上。

目前，國內外普遍使用的SCR（即選擇性催化還原）催化劑都是中溫催化劑，應用最廣的是釩鈦系列（如V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂）商用催化劑，操作溫度為280～420℃，且價格也比較昂貴。因此，為保證催化劑具有較高的催化活性，達到理想的脫硝效率，SCR脫硝裝置普遍都是高溫高塵布置。采用這種布置方式，催化劑長期處于高溫、高粉塵的環境條件下，催化劑受污染、磨損及堵塞的幾率大為增加，維修工作量較大，且嚴重影響其使用壽命，增加催化劑更換成本。此外，像鋼鐵廠燒結機和球團等設備排放的煙氣溫度均在200℃以下，不在此類中高溫SCR催化劑的活性溫度范圍，因此，目前根本無法采用SCR技術進行煙氣脫硝。

中國專利申請CN102078809A公開了一種SCR煙氣脫硝催化劑，該催化劑以Mn為主要活性成分，以鈦為載體，這種催化劑是用Mn替代了常見的V，雖然其也可以應用于150-250℃的脫硝，但是，從其實施例中可以看出其在溫度較低時脫硝率較低，一般在80%以下，其主要作用還是用于中高溫情況下的脫硝，而在200℃以下效果欠佳。

綜上所述，有必要提供一種在低溫（小于200℃）條件下，具有較高NO_x還原活性和低溫活性，且能耐水耐硫的SCR煙氣脫硝催化劑。?

發明內容

本發明的目的之一在于：針對上述問題，提供一種比釩鈦系列催化劑的價格更低，且煙氣溫度在200℃以下，具有較高NO_x還原活性和低溫活性的SCR脫硝催化劑。

為了實現上述目的，采用的技術方案為：

一種低溫SCR脫硝催化劑，由活性成分、載體和輔助成分組成，所述活性成分為金屬元素Cu和Mn，載體為沸石分子篩，輔助成分為粘結劑和增強劑，其中，按質量百分比計：

活性成分??4-8%

載體??????80-85%

輔助成分??10-14%。

所述活性成分中金屬元素Cu和Mn的摩爾比為1:(1.4-1.8)。

該低溫SCR催化劑為沸石類催化劑，采用絲光沸石分子篩作載體，兩種金屬元素（Mn、Cu）為主要活性成分。通過金屬離子溶液交換在分子篩內引入活性組分，制成離子交換沸石。

沸石具有豐富的均勻細孔，沸石中的Na⁺、K⁺、H⁺等離子經過與前述的金屬元素陽離子進行交換后，可以調節晶體內電場和表面酸性，從而可改變沸石的吸附和催化特性。催化劑表面酸性對NH₃還原劑的吸附影響較大，酸性越大，越有利于還原劑NH₃的吸附。沸石的酸性主要依賴其硅鋁比，硅鋁比越高，其酸性也越強，而其熱穩定性也依賴于硅鋁比。對于沸石類低溫SCR催化劑保持較高的硅鋁比在實際應用中有著重要意義。通過離子交換方法在絲光沸石分子篩中引入具有較高NO_x低溫還原活性和選擇性的Cu、Mn元素，且各活性組分組成具有一定的比例。