[發明專利]一種高活性抗硫復合載體型整體式脫硝催化劑及制備方法

在審

• 申請號: 201910561276.X
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110280262A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 黃張根;李昱琳;侯亞芹
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/04;B01J37/02;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

本發明屬于中低溫脫硝催化劑的制備領域，一種高活性抗硫復合載體型整體式脫硝催化劑，該催化劑為Fe?Mn/TiO₂?Al₂O₃/堇青石，以堇青石蜂窩陶瓷為第一載體，二氧化鈦和三氧化二鋁為第二載體，負載活性組分鐵氧化物和錳氧化物，該催化劑中，Al₂O₃質量為堇青石陶瓷載體質量的1?5%，TiO₂質量為堇青石蜂窩陶瓷載體質量的5?13%；鐵錳氧化物質量為堇青石蜂窩陶瓷載體質量的1?5%，其中鐵：錳的摩爾比=0.1?0.4：1。本發明制備成本低，制備簡單，操作簡便。

技術領域

本發明屬于中低溫脫硝催化劑的制備領域，涉及一種在堇青石蜂窩陶瓷上涂覆TiO₂-Al₂O₃涂層形成復合型載體，然后擔載活性組分制備整體式脫硝催化劑的方法。

背景技術

氮氧化物（NO_x）是我國目前煤煙型大氣污染形成的主要污染物之一，其不合理排放導致酸雨、霧霾以及光化學煙霧形成，嚴重破壞生態環境和危害人體健康，是我國目前大氣環境治理的核心。氨氣選擇性催化還原(SCR)技術是目前應用最為成熟且比較廣泛的脫硝技術之一，目前在電力行業廣泛應用的脫硝催化劑主要是釩鎢鈦催化劑，其工作溫度在330~400 °C，因此脫硝裝置一般安裝于除塵和脫硫系統之前，以保證較高的脫硝活性。但是，這種模式會引起催化劑磨損、孔道堵塞和中毒問題。另外非電行業中工業窯爐、鋼鐵燒結和焦爐煙氣等溫度普遍低于280 °C，可見釩鎢鈦系脫硝催化劑不能應用在該溫度范圍。因此開發適用于低溫段(<280 °C)脫硝催化劑成為研究人員關注的熱點。

目前在低溫脫硝催化劑方面，文獻報道部分多集中在顆粒型的催化劑研究，而研究具有實際應用意義的整體式脫硝催化劑則較少。在整體式催化劑制備中，蜂窩狀堇青石因具有低廉的成本、低熱膨脹系數、高機械強度等優點，在工業催化開發方面得到廣泛研究。但作為SCR催化劑的第一載體，堇青石通常需涂覆氧化型Al₂O₃或TiO₂等作為第二載體形成復合型載體以提高整體催化劑的低溫活性。Al₂O₃或TiO₂漿液制備條件以及活性組分的負載性質（分散性和均勻性）均會對涂層的結構和牢固度產生影響，進而對整體式脫硝催化劑的催化還原性能產生明顯的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何克服現有技術中堇青石催化劑低溫脫硝活性較低的問題。

本發明所采用的技術方案是：一種高活性抗硫復合載體型整體式脫硝催化劑，該催化劑為Fe-Mn/TiO₂-Al₂O₃/堇青石，以堇青石蜂窩陶瓷為第一載體，二氧化鈦和三氧化二鋁為第二載體，負載活性組分鐵氧化物和錳氧化物，該催化劑中，Al₂O₃質量為堇青石陶瓷載體質量的1-5%，TiO₂質量為堇青石蜂窩陶瓷載體質量的5-13%；鐵錳氧化物質量為堇青石蜂窩陶瓷載體質量的1-5%，其中鐵：錳的摩爾比=0.1-0.4：1。

該催化劑安裝于固定床反應器，反應溫度控制在200-250 ℃，反應壓力為常壓，反應體積空速為2000h^-1～5000h^-1。

一種高活性抗硫復合載體型整體式脫硝催化劑的制備方法，按照如下的步驟進行