[发明专利]一种烟气脱硝中抗硫抗水的低温催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硝中用于NH₃选择性催化还原(SCR)NO_X的抗硫抗水低温催化剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO_X)是大气环境的主要污染物之一。从国外经验来看，以NH₃为还原剂的选择性催化还原(SCR)是目前烟气脱硝的最有效方法，其主要采用的V₂O₅/TiO₂和V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂需要在320℃以上使用，以避免催化剂中毒。因此一般将脱硝装置置于锅炉系统空气预热器和电除尘之前以满足操作温度的要求。烟气中的高浓度烟尘就会影响催化剂脱硝的效率、稳定性和催化剂寿命。

中国烟气脱硝已经大规模开展。目前市场上应用的催化剂磨损较大、易中毒，导致脱硝运行及维护费用较高，一般仅大型火电厂能够满足其运行费用，针对中小型工业锅炉，难以承受其高昂的费用。低温抗硫抗水SCR催化装置则可在不改变我国现有锅炉系统及其配套除尘器的条件下置于除尘器之后，既可避免烟尘对催化剂的影响，又可利用烟气余热实现SCR高效脱硝，同时降低催化剂损耗，降低运行和维护费用。

目前，国外已出现了少数抗硫抗水低温SCR催化剂，如：MnO_X-CeO₂催化剂、Fe-Mn/TiO₂催化剂及Mn/TiO₂催化剂等。这些催化剂组成成份简单，有的没有TiO₂载体，有的没有加入催化剂助剂或加入的助剂品种单一，因而低温活性较差，需在140℃甚至180℃以上才有好的催化活性，没有体现较好的抗SO₂和H₂O的毒化性能。本发明涉及的抗硫抗水催化剂由于在载体和组成成分与上述催化剂不同，因而具有更高的SCR活性和很好的抗SO₂和H₂O中毒能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于NH₃选择性催化还原NO_X的、具有高活性和抗SO₂及H₂O中毒能力的烟气脱硝中的低温催化剂。

本发明的另一目的旨在可有效地制备上述催化剂的烟气脱硝中的抗硫抗水低温催化剂的制备方法。

本发明的是通过下述方式实现的：

本发明的催化剂以铁、锰的氧化物为活性组分，纳米二氧化钛为载体，两种或两种以上变价金属铈、铜、钒、铬的氧化物为催化剂助剂，其中铁占催化剂总重量担载量为1％～10％，锰占催化剂总重量担载量为1％～15％，铁、锰与变价金属的摩尔比例为0.1～1.8。

本发明的另一目的是通过如下方式实现的：

1)、取铁、锰的硝酸盐或醋酸盐和纳米二氧化钛均匀混合于水溶液中，另外再加入两种或两种以上一定质量的变价金属铈、铜、钒、铬的硝酸盐或醋酸盐作为催化剂助剂，铁、锰与变价金属的摩尔比例为0.1～1.8；

2)、静置2～3h后放入烘箱中，在90～140℃的温度下干燥；

3)、在空气中煅烧，煅烧温度为500～850℃；

4)、冷却后研磨过筛，所得催化剂中，其中铁占催化剂总重量的担载量为1％～10％，锰占催化剂总重量担载量为1％～15％。

本发明的特点是用本方法制备的活性最好的SCR催化剂在C_NO＝C_NH3＝0.4％、C_O2＝2.5％、空间速度＝9000h^-1操作条件下，反应温度为130℃时SCR活性高达94％以上，150℃时的活性接近100％，并且有很好的抗SO₂和H₂O中毒能力。