[发明专利]一种低温脱硝催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低温脱硝催化剂及其制备方法，属于大气污染治理技术和环保催化材料领域。本发明以钛白粉、二氧化硅和拟薄水铝石为载体，以铌锰复合金属氧化物为催化剂活性组分，以铈、镧、钼、铁、铜氧化物中的一种或几种和氧化钡为助催化剂。采用的制备方法是将二氧化硅球磨至1000‑1200目，与钛白粉和拟薄水铝石及适量的粘结剂和去离子水混合均匀，练泥、阴干、挤出、一次煅烧；将载体浸渍活性溶液后，经硫酸化、干燥、二次煅烧得到整体式低温脱硝催化剂。本发明与现有技术相比，显著的提升了催化剂的抗硫抗水中毒能力，在110℃‑240℃温度范围内脱硝效果显著，机械强度高。广泛适用于水泥、钢铁、玻璃、化工等行业。

技术领域

本发明涉及一种新型低温脱硝催化剂及其制备方法，属于大气污染治理技术和环保催化材料领域。

背景技术

目前，主要的烟气NOx的控制技术主要以选择性催化还原(SCR)烟气脱硝法为主，钒钛脱硝催化剂已成功商业应用，在中高温300℃-400℃具有明显的优势，如专利(CN102909003A)、(CN102989467A)等。但是水泥、钢铁、化工等行业的烟气温度一般在300℃以下，难以使用商用钒钛脱硝催化剂。

近年来，国内外学者着力于研发低温脱硝催化剂，如专利(CN104801349A) 尝试制备了一种掺杂杂多酸的钒基脱硝催化剂，在220℃以上有80％的脱硝活性，但H₂O、SO₂中毒问题并未考察；专利(CN106268785A)提供了一种以陶土为载体的锰铈脱硝催化剂，在120℃-240℃表现出较好的脱硝性能，但未对抗水中毒性能进行考察；专利(CN108067247A)提供了一种铁或铜氧化物柱撑层状氧化锰低温脱硝催化剂，在140℃-240℃表现出优异的脱硝性能，但未研究其抗水中毒性能。此外，国外的一些专利(KR102033967B1)、(JP20060527860)、(JP19990318234) 等也提供了一些低温脱硝催化剂，但都存在着H₂O、SO₂中毒问题等问题。

由于现存低温脱硝催化剂存在的这些问题，无法实现工业应用。所以目前水泥等低温烟气行业只能被迫使用选择性非催化还原法(SNCR)来脱除低温烟气中的NOx。而SNCR法脱除NOx的效率很低(不超过60％)，并且氨逃逸现象非常严重，逃逸的氨为有毒气体，严重危害着工作人员的身体健康，所以根据低温烟气行业实际需求开发新的新型低温催化剂成为了一个迫切的社会需求。

因此，现阶段的主要研究目的为保证催化剂脱硝性能的前提下，提高低温催化剂的抗H₂O、SO₂中毒能力，同时在一定程度上增强催化剂强度和延长使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了针对现有脱硝催化剂研究的现状及存在问题，而提出一种新型低温脱硝催化剂。本发明的另一目的还提供了该催化剂的制备方法。

本发明的技术方案为：一种低温脱硝催化剂，其特征在于以钛白粉、二氧化硅、拟薄水铝石为载体，以铌锰复合金属氧化物为催化剂活性组分，以含铈、镧、钼、铁或铜氧化物中的一种或几种和氧化钡为助催化剂；所述载体中钛白粉、二氧化硅和拟薄水铝石质量比为1:(0.3-0.6):(0.05-0.1)；以载体质量为基准，铌锰复合金属氧化物质量百分含量为3-15％，其中铌:锰元素摩尔比为(0.001-1):1；所述助催化剂质量百分含量为1-8％，其中氧化钡的质量百分含量为0.1-1％。

本发明还提供一种制备上述的低温脱硝剂的方法，其具体步骤为：

(1)催化剂活性组分铌锰金属氧化物前驱体溶液的制备

称取铌盐和锰盐，分别加入去离子水搅拌溶解至澄清透明溶液，制得铌锰金属氧化物前驱体溶液；

(2)助催化剂前驱体溶液的制备