[發明專利]一種利用AFV結構分子篩制備的低溫SCR脫硝催化劑、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 202010058448.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111185225A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 周振壘;劉曉玲;謝頌偉;袁鵠;孟凡民;胡葆華
• 申請（專利權）人: 中節能萬潤股份有限公司
• 主分類號: B01J29/84
• 分類號: B01J29/84;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 曲姮

本發明涉及一種利用AFV結構分子篩制備的低溫SCR脫硝催化劑、其制備方法及應用。本發明利用具有AFV結構的MnAPO?57分子篩做主活性組分，保證其具有較高的低溫脫硝催化活性，避免活性位點的Mn與硫或水反應而失活，穩定性顯著提高，使得其具有相對較好的抗水抗硫性；通過浸漬法負載次活性組分金屬元素，與Mn元素協同作用，有效提高該催化劑的低溫脫硝催化活性，使得脫硝過程中生成的硫銨鹽更容易分解，有效減輕因硫銨鹽粘附在催化劑表面而導致催化劑失活的現象，有效提高催化劑的抗硫性。該催化劑在100?300℃的脫硝效率在80％以上，在500ppmSO₂、10％H₂O的條件下連續反應72h的脫硝效率基本不下降。

技術領域

本發明屬于大氣污染治理技術和環保催化劑材料技術領域，尤其涉及一種利用AFV結構分子篩制備的低溫SCR脫硝催化劑、其制備方法及應用。

背景技術

氮氧化物(NO_x)是造成酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞的主要大氣污染物之一，對人體健康和生態環境產生嚴重的危害，如何有效控制和減少NO_x的排放受到了各國研究者的廣泛關注。

在眾多氮氧化物污染控制技術中，選擇性催化還原(SCR)技術是應用最廣泛、技術最成熟的治理NO_x的方法。而SCR技術的核心是脫硝催化劑的催化性能。

目前應用較為廣泛的是釩鎢鈦催化劑(V₂O₅/W₂O₃/TiO₂)。商用釩鎢鈦催化劑(V₂O₅/W₂O₃/TiO₂)在中溫段(300～450℃)脫硝催化性能較好，適合應用于中大型燃煤電廠的鍋爐尾氣處理。但是，在其他非電行業中，如鋼鐵、冶金、水泥、石化等，鍋爐數量眾多，燃煤煙氣總量大，煙氣溫度偏低(100℃～280℃)。目前針對這類低溫燃煤煙氣脫硝技術仍未成熟，這使得中小型燃煤鍋爐的煙氣NO_x減排形勢十分嚴峻。有研究表明，錳的氧化物具有較高的低溫脫硝催化活性。專利CN109876799A以TiO₂為主活性組分，通過浸漬法負載Mn與Nd，制備得到Mn-Nd/TiO₂低溫脫硝催化劑，該催化劑具有較好的低溫脫硝催化活性。專利CN104437604A以ZSM-11為主活性組分，通過浸漬法負載Mn、Ce制備得到了Mn-Ce/ZSM-11催化劑，該催化劑具有相對較高的低溫脫硝催化活性。但是錳的氧化物在脫硝過程中容易跟煙氣中的硫反應生成鹽而快速失活，導致該系列催化劑的抗硫性較差。另外，在低溫脫硝過程中生成硫銨鹽粘附在催化劑表面，導致脫硝催化劑因催化活性位點被覆蓋而逐漸失活。

因此，開發活性高、抗硫性好的低溫SCR脫硝催化劑是本行業內的一大難點，本發明為解決這一難題提供了一種有效的解決方法。專利US20140004035A在2014年首次報道合成了具有AFV結構的分子篩，并將其用于長鏈烴類的催化裂化。目前尚無AFV結構分子篩在脫硝方面應用的相關報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種高效、抗水抗硫性能好的利用AFV結構分子篩制備的SCR脫硝催化劑、其制備方法及應用。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種利用AFV結構分子篩制備的SCR脫硝催化劑，其組分包括主活性組分和負載于主活性組分上的次活性組分；其中，所述主活性組分為MnAPO-57分子篩，所述次活性組分為Ce、Nd、La、Pr、Co、Ni或Zr金屬元素中的一種或兩種以上。

進一步，所述主活性組分MnAPO-57分子篩通過水熱合成法制備得到；其中，Mn占SCR脫硝催化劑的0.1-5wt％。

進一步，所述次活性組分中，每種金屬元素占SCR脫硝催化劑的0.1-5wt％。