[发明专利]一种低温选择性催化还原脱硝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及大气污染控制工程领域，具体是一种低温选择性催化还原脱硝催 化剂及其制备方法。

背景技术

火力发电厂在高温燃烧过程中产生大量CO₂、SO₂、NOx，至使全国81.6％的城 市出现酸雨。氮氧化物的排放还会导致光化学烟雾和臭氧层破坏等区域环境污染 问题。火力发电厂作为大型的NOx排放点污染源，成为NOx污染控制的主要源头。 现今电厂主要降低氮氧化物的技术主要有两类：第一类是燃烧过程控制，即改进 燃烧方式，在燃烧过程中降低氮氧化物的生成(包括低氧燃烧技术、多端燃烧技 术等)；第二类是末端治理，即烟气脱硝，包括吸收法、吸附法、非选择性催化 还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)等。

SCR技术以其具有较高的脱硝效率在国外烟气脱硝工程上得到较广泛的应 用。SCR法是以氨或尿素作为还原剂在催化剂作用下将NOx催化还原，使氨能有 选择的和烟气中的NOx反应生成N₂和H₂O。目前，国内电厂引进的国外最常用的 商用脱硝催化剂V₂O₅/TiO₂，具有脱硝效率高、稳定性好等优点，同时加入助剂 WO₃可以提高其热稳定性。不足之处在于：一是催化制备成本较高，且毒性较强； 二是催化剂制备条件较为严格不易控制；三是操作温度较高350-400℃，且控制 严格，不适合我国现有电厂烟气脱硫、除尘后温度偏低的实际情况；四是V₂O₅对于SO₂氧化成SO₃反应具有催化作用，生成的SO₃与逃逸的NH₃和烟气中的水蒸 气反应生成NH₄HSO₄，在低于其露点(300-330℃)时凝结在设备和管道上造成堵 塞和腐蚀。

开发低温催化剂可以使反应在较低的温度下(200℃左右)进行，这不但可 以减少反应能耗、降低成本；还可以考虑采取将SCR装置放置在ESP(电除尘) 之后降低或完全排除SO₂对催化剂的影响。国内外文献中提到的低温SCR脱硝催 化剂主要是浸渍法制备的MnO_x/TiO₂、MnO_x/AC、MnO_x/Al₂O₃、MnO_x，具有较高的活 性且水蒸气对催化剂的活性影响较小，但是烟气中SO₂会对反应活性产生较大副 作用，尤其是MnO_x催化剂。国内公开专利(CN101352681)公开了以活性碳为载 体浸渍负载Mn、V、Cu、Co、Fe氧化物低温SCR催化剂的制备；公开专利 (CN101011659)公开了以活性碳为载体浸渍负载MnO_x/CeO₂低温SCR催化剂的制 备。以活性碳为载体制备的催化剂优点在于活性炭载体丰富的比表面积有利于活 性组分的分散，并且具有一定的抗SO₂性能，但是在活化再生过程中活性炭高温 烧蚀过于严重，导致催化剂损耗过大。

发明内容

本发明提供了低温选择性催化还原脱硝催化剂及其制备方法，其制备方法操 作方便、成本低廉、使用寿命长、低温活性好。

本发明的技术方案为：

一种低温选择性催化还原脱硝催化剂，其特征在于：所述的催化剂是一种以 凹凸棒石为载体，负载纳米锰氧化颗粒的纳米复合材料；其结构是在直径为 40-50nm的凹凸棒石的棒状晶体表面负载粒径小于20nm的锰氧化物颗粒，所述 的锰氧化物按锰的质量百分比计算，在所述催化剂中的含量为0.1-20％；包括以 下步骤：

(1)、将凹凸棒石粘土预先堆存；

(2)、将堆存后的凹凸棒石粘土加入到水中进行搅拌，凹凸棒石粘土与水的 质量百分比为50-70％∶30-50％，然后将搅拌均匀的凹凸棒石粘土经剪切挤压， 得凹凸棒石粘土片状物；

(3)、将凹凸棒石粘土片状物进行干燥，然后粉碎成小于200目的凹凸棒石 粘土粉末；