[發(fā)明專利]一種Mn-(Fe)-(Mg)-O低溫SCR脫硝催化劑及其制備與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210887036.0
• 申請(qǐng)日: 2022-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN115055190A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎建明;慈鶴;倪瑞琦;李先業(yè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黎建明;慈鶴;倪瑞琦;李先業(yè)
• 主分類號(hào): B01J23/889
• 分類號(hào): B01J23/889;B01J23/34;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種Mn?(Fe)?(Mg)?O低溫SCR脫硝催化劑及其制備與應(yīng)用，包括三種低溫SCR脫硝催化劑：Mn?Fe?O、Mn?Mg?O和Mn?O，是由不同的錳鹽、鎂鹽和強(qiáng)氧化劑高錳酸鉀按一定比例混合，再在不同的條件下反應(yīng)，最后通過洗滌干燥破碎得到。將Mn?Fe?O、Mn?Mg?O和Mn?O分別作為催化反應(yīng)填料，在進(jìn)氣SO₂含量、進(jìn)氣含水量、進(jìn)氣氨氮比nNH₃/nNO（摩爾比）、空速和SCR溫度等合適的工藝反應(yīng)條件下，與廢氣充分接觸反應(yīng)，就可以將廢氣中的NO催化還原成為N₂，達(dá)到脫除廢氣中NOx的目的。該方法具備如下優(yōu)勢(shì)：（1）將催化還原反應(yīng)溫度從傳統(tǒng)主流脫硝技術(shù)的200℃～400℃大幅降低到了120℃～150℃，可以顯著降低加熱廢氣的能耗，進(jìn)而可顯著降低脫硝成本；（2）所提出的Mn?Fe?O、Mn?Mg?O和Mn?O低溫SCR脫硝催化劑，不采用釩、鎢等昂貴有毒金屬，且制備工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需高溫加熱焙燒，其造價(jià)必將會(huì)大幅降低，具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，有利于廣泛推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)廢氣治理領(lǐng)域，具體涉及一種Mn-(Fe)-(Mg)-O低溫SCR脫硝催化劑及其制備與應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)對(duì)二氧化硫和粉塵的控制已取得明顯成效，相比于二氧化硫和粉塵等污染物排放總量的降低，氮氧化物排放總量正在快速增加，按照目前的發(fā)展趨勢(shì)，若不采取有效控制措施，到2030年氮氧化物排放量將達(dá)到3540萬(wàn)噸，勢(shì)必給我國(guó)生態(tài)環(huán)境和國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成巨大傷害。氮氧化物對(duì)我國(guó)酸雨污染的貢獻(xiàn)呈上升趨勢(shì)，酸雨中NO₃濃度明顯增加，其與SO₄^2-濃度的比值己由1/6增加到1/5，使我國(guó)部分地區(qū)的酸雨污染正逐漸由硫酸型向硫酸、硝酸復(fù)合型轉(zhuǎn)變，且其具有強(qiáng)溫室效應(yīng)。因此，控制氮氧化物的排放越來(lái)越重要。

迄今為止，脫除氮氧化物的方法以催化法為主，以氨氣為還原劑的選擇性催化還原法（SCR）是目前工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的工藝，已研發(fā)應(yīng)用了眾多的具有催化脫硝活性的催化劑，其中，以五氧化二釩為活性組分的催化劑是最早得到工業(yè)化應(yīng)用的催化劑，該催化劑的最佳催化活性溫度窗口在350℃～450℃區(qū)間，具有較好的脫硝效率和抗二氧化硫毒化性能，但該催化劑的成本較高，同時(shí)，由于V₂O₅的劇毒性，造成失活催化劑回收處理困難，容易造成環(huán)境污染等問題。因此，開發(fā)新的低成本、低毒性、低反應(yīng)溫度的催化劑是十分重要而又迫切的事情。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明有三個(gè)目的：一是提供Mn-(Fe)-(Mg)-O低溫SCR脫硝催化劑的組成，二是提供上述低溫SCR脫硝催化劑的制備方法，三是提供上述低溫SCR脫硝催化劑的使用工藝要求。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案。

1. 一種Mn-(Fe)-(Mg)-O低溫SCR脫硝催化劑及其制備與應(yīng)用，所述Mn-(Fe)-(Mg)-O包含三種低溫SCR脫硝催化劑，它們的的組成分別為：

（1）Mn-Fe-O中的nMn:nFe（摩爾比） =(2～4)：(1～3)，各元素由相關(guān)無(wú)機(jī)鹽和氧化劑提供；

（2）Mn-Mg-O中的nMn:nMg（摩爾比） =(4～6)：(0.5～1.5)，各元素由相關(guān)無(wú)機(jī)鹽和氧化劑提供；

（3）Mn-O中的nMn（由無(wú)機(jī)鹽提供）:nMn（由氧化劑提供）（摩爾比） =1：1；

所述無(wú)機(jī)鹽為硫酸錳（MnSO₄）、硝酸錳（Mn(NO₃)₂）、四水乙酸錳（Mn(CH₃COO)₂?4H₂O）和九水硝酸鐵（Fe(NO₃)₃?9H₂O），所述氧化劑為高錳酸鉀（KMnO₄）。

2.Mn-Fe-O、Mn-Mg-O和Mn-O低溫SCR脫硝催化劑的制備方法可選擇如下四種方法中的一種：