[發明專利]具有抗水抗硫性的低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201910716708.X
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN110404553A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 李愛國;李衛衛;張艮交;蔡曉江;呂衍安;胡怡帆;姜閔閔;郝士杰;李新華;岳軍;王剛;金煒陽;賈莉偉
• 申請（專利權）人: 無錫威孚環保催化劑有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/02;B01J37/00;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;涂三民

本發明涉及一種具有抗水抗硫性的低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法，在經過疏水化改性的金屬氧化物載體上負載有MnO₂和Co₃O₄，且金屬氧化物載體中的金屬元素、Mn元素與Co元素的摩爾比控制在1：（0.02~0.2）：（0.02~0.2）。其制備方法包括：金屬氧化物載體疏水化改性、前驅體溶液制備與抗水抗硫性低溫SCR催化劑制備。本發明的催化劑具有無毒、環保優勢，同時在低溫條件下、含水、含硫條件下具有較高的脫硝效率。本發明的制備方法具有步驟簡單、易于操作等優點。

技術領域

本發明涉及一種具有抗水抗硫性的低溫SCR脫硝催化劑及其制備方法，本發明屬于催化劑技術領域。

背景技術

化石燃料的燃燒不可避免地產生大量的環境污染物質，作為主要的大氣污染物之一，氮氧化物會引起酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞、氣候變化、及對人體健康造成一定的損害作用。從脫硝原理來分類，氮氧化物的控制技術可以分為催化還原法、固體吸附法、液體吸收法和生化處理技術等；按處理流程順序可以分為燃料燃燒前脫硝、燃燒方式的控制和燃燒后脫硝。其中選擇性催化還原(Selective catalytic reduction，SCR)，因其脫硝效率高，選擇性好，相對性價比高，已經成為當前我國脫硝的主流技術。

目前應用最廣的SCR脫硝催化劑均為釩鎢鈦系列，該類催化劑已進入商業應用階段，但其所需溫度較高，一般要求控制在300-400℃，SCR裝置需置于脫硫除塵之前以避免重復加熱煙氣，但此時煙氣中較高濃度的SO2及粉塵會使催化劑嚴重失活。若采用末端布置則需對SCR裝置進行再加熱，增加了能耗。因此開發低溫SCR金屬催化劑具有重要的意義。

公開號CN 104722307 A的中國專利公布了一種鐵基低溫SCR脫硝催化劑的制備，該低溫催化劑在150~250 ℃溫度區間內具有穩定的脫硝性能，效率穩定在91%以上，但該低溫催化劑的抗水抗硫性能不得而知，本發明采用鈷錳鈦系列催化劑，使用具有優異的低溫活性的Mn替代具有毒性的釩，過渡金屬Co的引入可以優先與SO₂結合，形成一種穩定化合物，該化合物在空間上形成一定的位阻，阻礙SO₂進一步在催化劑表面的吸附和積累。另外通過對TiO₂載體的疏水化改性，可以減緩H₂O分子在催化劑上的吸附與積累，從而實現抗水抗硫低溫SCR脫硝催化劑的制備。

發明內容

本發明的目的之一是克服現有技術中存在的不足，提供一種在低溫、含水、含硫條件下都具有較高的脫硝效率的SCR脫硝催化劑。

本發明的另一目的是提供一種具有抗水抗硫性的低溫SCR脫硝催化劑的制備方法。

按照本發明提供的技術方案，所述具有抗水抗硫性的低溫SCR脫硝催化劑，在經過疏水化改性的金屬氧化物載體上負載有MnO₂和Co₃O₄，且金屬氧化物載體中的金屬元素、Mn元素與Co元素的摩爾比控制在1：（0.02~0.2）：（0.02~0.2）。

一種具有抗水抗硫性的低溫SCR脫硝催化劑的制備方法包括以下步驟：

a、將正辛基三乙氧基硅烷與改性劑按質量比為1:（2~6）加入到容器并攪拌2~5h，將金屬氧化物載體粉體加入到混合溶液內并攪拌2-5h，將容器轉移至聚四氟乙烯水熱釜中，在150~170℃條件下反應5~7h，反應后過濾并在110~130℃烘箱中烘干1~4h，烘干后置于180~220℃馬弗爐焙燒1-2h，得到改性金屬氧化物載體，備用；

b、將錳鹽與鈷鹽溶解在去離子水中攪拌2~5h，制得前驅體溶液，將金屬氧化物載體中的金屬元素、Mn元素與Co元素的摩爾比控制在1：（0.02~0.2）：（0.02~0.2）；