[發明專利]一種Mn-Fe-Al-Si低溫SCR催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710164763.3
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106902839B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 朱寶忠;尹壽來;孫運蘭;陳光;朱自成;訾朝輝;李國波
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 于婉萍

本發明公開了一種Mn?Fe?Al?Si低溫SCR催化劑及其制備方法和應用，屬于低溫SCR脫硝技術領域。本發明的SCR脫硝催化劑是以SiO₂固體粉末，Fe(NO₃)₃，Mn(NO₃)₂和Al(NO₃)₃溶液為主要原材料，采用浸漬法將活性組分負載在載體SiO₂上，后經過磁力攪拌及干燥處理，最后在空氣氛圍中焙燒得到的，該催化劑以SiO₂為載體，以MnO_x、FeO_x和Al₂O₃為活性組分，且催化劑中各組分元素的質量比Mn:Fe:Al:Si為(1.4?1.6):(1.1?1.3):(0.2?0.4):1。采用本發明的技術方案能夠顯著提高催化劑在低溫下的脫硝效果，有助于延長催化劑的使用壽命，且其在低溫下的脫硝效率穩定性較好，適于在電廠煙氣脫硝或焦化廠等低溫SCR脫硝中推廣應用。

技術領域

本發明屬于環保與催化技術領域，更具體地說，涉及一種Mn-Fe-Al-Si低溫SCR催化劑及其制備方法和應用，主要應用于燃煤電廠或焦化廠等低溫SCR脫硝。

背景技術

能源是人類賴以生存和發展的重要物質基礎，隨著能源生產和消耗的日益增長，傳統的礦物燃燒引發的環境問題日益嚴重，尤其是燃煤電廠或焦化廠等產生的大量氮氧化物（NO_x）對環境造成了極大的污染。氮氧化物（NO_x）是大氣污染的有害物質之一，在空氣中積累到一定程度易引發酸雨和光化學煙霧，給環境和人體健康帶來嚴重影響。因此，NO_x的脫除已成為當前環保領域的重要研究課題之一?，F有技術中主要是采用選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，簡稱SCR）脫硝技術對燃煤排放的NO_x進行控制，即在催化劑作用下，采用還原劑（通常選用NH₃或尿素）將NO_x還原為對大氣環境影響較小的氮氣和水。SCR工藝具有較高的脫硝效率和較低的NH₃逃逸率，工藝簡便、自動化程度高，已在工業中得到廣泛應用。

催化劑是SCR技術的核心，其性能的好壞直接關系到了整體脫硝效率的高低。目前電廠應用最多的脫硝催化劑是V₂O₅/TiO₂和V₂O₅-WO₃/TiO₂系列催化劑，其優點是活性高、抗硫性能好；但使用上述催化劑同時存在如下缺點：一是催化劑的制備成本較高；二是催化劑制備條件較為嚴格，不易控制；三是受催化劑活性溫度窗口的影響，SCR脫硝反應器往往需要布置在鍋爐省煤器和空氣預熱器之間的高溫（300~400℃）、高塵段，操作溫度較高且控制嚴格，催化劑容易發生堵塞和中毒現象，從而導致其活性下降，使用壽命較短。此外，由于我國現有電廠煙氣脫硫、除塵后的溫度偏低，通常為120~240 ℃，上述催化劑在煙氣溫度低于250℃的情況下直接用于脫硝時，脫硝效率較低，且經過脫硝后的NH₃逃逸量大，很難滿足國家排放標準要求。因此，近年來低溫高活性脫硝催化劑的開發和研究受到我國研究者的高度關注，并由此產生了許多低溫脫硝催化劑。