[發明專利]一種低溫脫硝MnOx-CuO-TiO2催化劑及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201210586919.4
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103055889A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 郭瑞堂;金強;潘衛國;丁承剛;洪杰南;郭士義;于月良;周曰;甄文龍
• 申請（專利權）人: 上海電氣石川島電站環保工程有限公司;上海電力學院
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及到低溫煙氣脫硝領域，具體涉及一種低溫脫硝MnOx-CuO-TiO₂催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

NOx是燃煤火電廠排放的重要大氣污染物之一，是酸雨和光化學煙霧的重要成因。初步測算，“十二五”期間國內火力發電行業的NO_X排放量將達到1200萬噸左右。由于我國酸雨類型己從硫酸類酸雨轉為硝酸、硫酸類混合型酸雨，對環境及人體健康造成了極大的危害。因此，NO_X的治理成為國家“十二五”計劃中大氣污染物治理的工作重點。

以NH₃為還原劑的選擇性催化還原脫硝技術(SCR技術)是控制火電廠NOx污染的有效手段。該方法通常是在350-400℃的范圍內，以V₂O₅+WO₃(MoO₃)/TiO₂為催化劑來脫除NOx。催化劑的工作溫度范圍決定了SCR脫硝反應器必須布置在鍋爐的省煤器和空氣預熱器之間，這樣一來，由于煙氣未經過脫硫和除塵，煙氣中的SO₂易于與NH₃反應而生成NH₄HSO₄和(NH₄)₂SO₄以及飛灰而造成催化劑的孔隙堵塞。此外，由于進入SCR反應器的煙氣未經過除塵，飛灰中所含的K₂O、CaO和AS₂O₃等容易造成催化劑的中毒，會降低其使用壽命。另外，對于一些老電廠來說，由于空間和管道的局限性，建造位于鍋爐省煤器和空氣預熱器之間的SCR反應器的改造費用很高。

如果能夠開發出高效的SCR低溫催化劑，則可以很好的解決上述問題。同現有的SCR技術相比，低溫SCR并不會增加額外的設備，反而由于其位于靜電除塵器和濕法煙氣脫硫系統之后，通過反應器的煙氣具有低溫、低硫和低塵的特性，對反應器的鋼結構和吹灰裝置，并且能夠在一定程度上降低成本。同時由于不用對煙氣進行預熱，節省了大量能耗以及裝置改造費用。

發明內容

本發明的目的之一是為了解決上述高溫脫硝過程中存在的催化劑中毒和催化劑使用壽命短等技術問題而提供一種低溫脫硝MnOx-CuO-TiO₂催化劑。

本發明的目的之二在于提供上述的一種低溫脫硝MnOx-CuO-TiO₂催化劑的制備方法。

本發明的目的之三在于將上述的低溫脫硝MnOx-CuO-TiO₂催化劑在煙氣脫硝中進行應用。

本發明的技術原理

選擇性催化還原（SCR）技術是在催化劑作用下，還原劑NH₃?(液氨、氨水、尿素等)與煙氣中的NO_X反應，將煙氣中的NO_X還原為無毒無污染的N₂和H₂O。SCR法脫硝技術是目前國內外最成熟可靠的脫硝技術，脫硝效率高，系統安全穩定。反應原理如下：

在有氧的條件下主要反應：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O?

4NH₃+2NO₂+O₂→3N₂+6H₂O?

??NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O。

本發明的技術方案

一種低溫脫硝MnOx-CuO-TiO₂催化劑，由載體和活性組分兩部分組成，所述低溫脫硝MnOx-CuO-TiO₂催化劑的載體為粒徑為30～60nm的TiO₂，活性組分為MnOx和CuO，其中MnOx為MnO₂，Mn₃O₄，Mn₂O₃中的一種或兩種以上組成的混合物；

所述的低溫脫硝MnOx-CuO-TiO₂催化劑中按所含的金屬元素Mn、Ti、Cu的摩爾比計算，其中Mn：Ti：Cu為0.2-0.6：1：0.1-0.2。