[發(fā)明專利]一種耐硫除氮氧化物凹凸棒石錳基SCR催化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510222132.3
• 申請(qǐng)日: 2015-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN104857952A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張先龍;呂雙雙;吳雪平;郭勇;張恒建;彭真
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥晨晰環(huán)保工程有限公司;合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/34
• 分類號(hào): B01J23/34;B01D53/56;B01D53/86
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐硫除氮氧化物凹凸棒石錳基SCR催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于環(huán)保及催化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氮氧化物是大氣污染主要控制的污染物之一，選擇性催化還原是(SCR)技術(shù)是脫除氮氧化物的最有效方法之一。近年來(lái)，低溫SCR技術(shù)由于自身具有的優(yōu)勢(shì)，蘊(yùn)涵了潛在的巨大工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，成為脫除氮氧化物(NOx)技術(shù)的研究熱點(diǎn)。

目前商用的催化劑是MoO₃或WO₃改性的V₂O₅/TiO₂催化劑，這些催化劑在相對(duì)高的工作溫度(300-400℃)具有活性高、選擇性好、抗中毒能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，然而在低于200℃的溫度下表現(xiàn)出非常低的催化活性。從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，須將NH₃-SCR裝置置于脫硫和靜電除塵裝置前，以滿足催化劑工作需要的溫度。

盡管這些催化劑具有較強(qiáng)的抗硫性能，但尾氣中大量的灰塵和高濃度的SO₂仍會(huì)導(dǎo)致催化劑失活。因此，采用低溫NH₃-SCR技術(shù)是有效解決上述問題的方法之一。

其中，錳基催化劑在低溫NH₃-SCR反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)良的性能，公開號(hào)為CN102847543A的專利公開了以粉煤灰-凹凸棒石為載體負(fù)載錳鐵基氧化物的低溫SCR催化劑的制備；公開號(hào)為CN103394358A的專利公開了利用金銅尾礦制備錳基低溫脫硝催化劑的方法；公開號(hào)為CN1029353-62A的專利公開了一種提高粉煤灰-凹凸棒石錳基SCR催化劑低溫活性的方法。這些催化劑雖然具有較好的低溫脫硝活性，但是它們耐SO₂毒化性能卻很差。

本發(fā)明基于傳統(tǒng)商用釩基催化劑工作溫度窗口高，在300-400℃才表現(xiàn)出高抗SO₂毒化脫硝能力，且以凹凸棒石為載體制備的Mn8/PG催化劑在低溫區(qū)雖然脫硝效率較高，但耐SO₂毒化性能卻很差，在極低濃度的SO₂存在情況下脫硝效率急劇下降，不能滿足工業(yè)催化劑抗SO₂毒化要求。為克服以上問題，本發(fā)明提供了一種能夠顯著提高凹凸棒石錳基SCR催化劑低溫耐硫脫硝活性的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于：提供一種既保留現(xiàn)有技術(shù)之優(yōu)點(diǎn)，又能夠提高低溫抗SO₂毒化能力的耐硫除氮氧化物凹凸棒石錳基SCR催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種耐硫除氮氧化物凹凸棒石錳基SCR催化劑，該催化劑以凹凸棒石為載體，同步負(fù)載錳元素的氧化物和輔助元素M的氧化物，其中，該催化劑中錳元素的質(zhì)量百分比為8wt％，輔助元素M的質(zhì)量百分比為1-9wt％。

優(yōu)選地，所述的輔助元素M為L(zhǎng)a或Sb。

優(yōu)選地，所述的耐硫除氮氧化物凹凸棒石錳基SCR催化劑的制備方法，按以下步驟操作：

1)催化劑載體的制備

取已成型且平均粒徑為20-40目的凹凸棒石顆粒若干在空氣連續(xù)通入下于300-500℃煅燒3h后得到催化劑載體；

2)催化劑活性組分和助劑組分的同步負(fù)載

將上述凹凸棒石按照浸漬固液比浸入金屬M(fèi)n和La鹽溶液或金屬M(fèi)n和Sb鹽溶液中，其中，Sb鹽不溶于水，用酸溶解，室溫浸漬24h，然后于50℃干燥6h后，再于110℃干燥12h，最后置于空氣氣氛下于300℃煅燒3h得到催化劑成品。

優(yōu)選地，步驟2)所述催化劑以Mn8/PG催化劑為基體，在催化劑制備過(guò)程中與活性組分錳氧化物同步負(fù)載助劑鑭氧化物或銻氧化物。

優(yōu)選地，步驟2)中浸漬固液比為1g：0.8mL-1g：0.9mL。

優(yōu)選地，步驟2)中金屬M(fèi)n和La、Sb鹽分別為Mn(NO₃)₃·5H₂O和La(NO₃)₃·6H₂O、Sb(CH₃COOH)₃。

優(yōu)選地，步驟2)中用于溶解金屬Sb鹽的酸為檸檬酸。

優(yōu)選地，該催化劑可用于固定源燃煤電廠的脫硝

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：

1、凹凸棒石來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，作為載體制備脫硝催化劑有利于降低成本；