[发明专利]一种高性能的低温NH3

说明书

本发明公开了一种高性能的低温NH₃‑SCR催化剂及其制法和用途，属于环保技术领域。将一定量的醋酸锰和硝酸铁的水溶液混合均匀，然后加入一定量的Ce_xAl_1‑x[0.25≤x≤0.5]复合氧化物载体继续搅拌得到悬浊液，最后经过油浴蒸干、干燥、焙烧制得Fe‑Mn/Ce_xAl_1‑xO催化剂，可应用于烟气脱硝。本发明提供的催化剂的优点是：具有大比面积立方萤石型结构，在NH₃‑SCR反应中低温活性优异、抗水抗硫性能良好，并且能耗低、污染小；制备工艺简便，所用原料廉价易得，环境友好；具有潜在的工业应用前景。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种高性能的低温NH₃-SCR催化剂及其制法和用途。

背景技术

近年来，以雾霾为代表的大气污染问题严重影响到我国经济社会的可持续发展。其中，氮氧化物的大量排放是导致雾霾天气的重要原因之一。NH₃选择性催化还原NO_x(NH₃-SCR)是目前应用最普遍、最有效的烟气脱硝技术，其主要采用的钒钨钛催化剂需要在350℃以上使用，以避免SO₂对催化剂的毒化。为此脱硝装置必须放在空气预热器和电除尘之前以满足操作温度的要求。这样，烟气中的高浓度烟尘就会影响催化剂的脱硝效率、稳定性和寿命。而若能成功研制低温催化剂则可将SCR装置置于电除尘之后，既可避免烟尘对催化剂的影响，又可利用烟气余热实现SCR反应。因此研发低温、高活性、抗H₂O和SO₂毒化的SCR催化剂是目前国内外烟气脱硝的研究热点。

近年来，Mn基催化剂由于其在低温下具有较好的NOx转化率而备受研究者们的关注。代表性的催化剂类型有负载型催化剂如：MnOx/TiO₂、MnOx/Al₂O₃、 MnOx/AC、MnOx/ZSM-5等，非负载型催化剂如无定形的MnOx，以及 CuO-MnOx和MnOx-CeO₂等复合氧化物催化剂。非负载型氧化物催化剂由于具有较大的压降和损失，并不适合实际工业应用。而负载型催化剂具有好的热稳定性、较高机械强度、大比表面积和活性组分高分散性的特点而更能满足实际应用的需要。众多研究表明，载体的选择对于负载型NH₃-SCR催化剂来说至关重要。在众多的载体中CeO₂由于优良的储释氧性能(OSC)和Ce⁴⁺/Ce³⁺转化过程中伴随着氧空位的产生而具有独特的优势，已经被用于NH₃-SCR催化剂中。但是，纯CeO₂由于比表面积太小和热稳定性较差而不能满足于实际应用。通常采用的一个有效的方法就是通过向CeO₂晶格中掺入其它金属离子来改善其性能。Al₂O₃是较为廉价材料，同时也是酸性氧化物，因此可以调节CeO₂的表面酸性，同时增大CeO₂的比表面积和机械强度。因此，铈铝复合氧化物不失为一种具备工业应用潜力的NH₃-SCR催化剂载体。对于这些锰基催化剂，抗硫性能是其性能考察的一个关键，关系到实际应用中的效果。因为即便是安装在脱硫装置之后的尾气中仍然含有少量SO₂，对于低温SCR催化剂容易造成中毒失活。因此，我们在催化剂中添加了部分Fe₂O₃以提高催化剂的低温抗硫性能。总的来说，本发明涉及的多组分催化剂由于使用了铈铝复合载体和双组分活性物种而具有更高的低温活性和较好的抗SO₂中毒能力。

发明内容