本發(fā)明涉及一種錳鈦系低溫scr催化劑的制備方法及所得催化劑的應(yīng)用，屬于催化劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
催化劑是scr工藝的核心，對scr工藝投資和運行有直接的影響。scr催化劑的研究始于上世紀(jì)中后期，經(jīng)過多年的發(fā)展，催化劑目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化。scr有三種類型催化劑，即貴金屬催化劑、金屬氧化物催化劑和分子篩催化劑。貴金屬催化劑是系統(tǒng)中應(yīng)用最早的催化劑，以pt、rh、pd等貴金屬為活性成分，al2o3和整體陶瓷為載體，制成球狀或蜂窩狀。貴金屬催化劑活性強，反應(yīng)溫度較低，適用于低溫條件。金屬氧化物催化劑主要是氧化鈦基系列催化劑，其次是氧化鐵基催化劑，以fe2o3為基礎(chǔ)，添加cr2o3、al2o3、sio2以及微量mgo、tio2、cao等組成，在催化還原法中應(yīng)用最多的金屬氧化物是v2o5。分子篩催化劑具有很高的活性，常見的分子篩有x型、y型、絲光沸石、zsm-5等類型，工業(yè)上用量最大的是分子篩裂化催化劑。
商業(yè)scr催化劑一般為高溫、中溫催化劑，活性組分為v2o5，載體為銳鈦礦型的tio2，wo3或moo3作助催劑。低溫催化劑活性溫度在160-250℃左右，布置在低溫scr系統(tǒng)布袋除塵器后，不需要或者只需要少量加熱，煙氣直接與還原劑混合，在催化劑的作用下，脫除nox。目前，低溫催化劑的研制開發(fā)主要集中在以下3個方面。第一，針對不同的載體，如tio2、al2o3、活性炭、沸石分子篩。第二，在高效的載體上配合不同的活性組分，常見低溫scr催化劑活性組有活性mnox、ceo2。第三，對催化劑進行改性，摻雜貴金屬可以有效的緩解催化劑燒結(jié)的現(xiàn)象。
然而現(xiàn)有的低溫催化劑仍然存在催化效率低，脫硝效率低的缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中低溫催化劑催化效率低、脫硝效率低的缺陷，本發(fā)明提供一種錳鈦系低溫scr催化劑的制備方法及所得催化劑的應(yīng)用。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
一種錳鈦系低溫scr催化劑的制備方法，包括順序相接的如下步驟：
(1)將tio2、sio2，活性炭粉、粘土和甲基纖維素投入球磨機中進行混合，其中，tio2、sio2，活性炭粉、粘土和甲基纖維素的質(zhì)量比為(79±3):1：(1.5±0.2):2:(5±1)；
(2)將乙酸錳、硝酸鈰、硝酸鐵、硝酸鈷、乙醇胺、玻璃纖維和步驟(1)所得的物料加入到捏合機中捏合，通過捏合，使固體物料與液體物料充分混合，形成粘稠的塑形膏體，其中，乙酸錳、硝酸鈰、硝酸鐵、硝酸鈷、乙醇胺和玻璃纖維的質(zhì)量比為(28±2):(10±1):(15±2):(10.5±0.2)：1:(3±1)；
(3)將步驟(2)所得物料送入造粒機機中擠條成型；
(4)將步驟(3)所得物料送入干燥設(shè)備中于110±10℃條件下干燥；
(5)將步驟(4)所得物料送入焙燒爐中在500±10℃的條件下煅燒4h±0.1，冷卻，得到成品催化劑。
tio2表面具有比較豐富的lewis酸性位，有利于nh3在低溫條件下的活化，mn/tio2催化劑顯示出優(yōu)異的低溫脫硝性能。本申請上述催化劑可使脫硝效率達到99％以上。
為了提高催化效率，步驟(3)所得物料為直徑為5mm、長度為20-50mm的圓柱形。
為了提高催化效率，步驟(4)中干燥至恒重。
為了進一步提高催化效率，步驟(5)中焙燒時的升溫速率為90分鐘將物料從室溫升至500±10℃，然后在500±10℃的條件下煅燒4h；步驟(5)中冷卻時，以5℃/分鐘的速度冷卻至250℃，然后以3℃/分鐘的速度冷卻至室溫。
上述錳鈦系低溫scr催化劑的使用，其使用溫度為150℃-200℃。
本發(fā)明未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明所制得錳鈦系低溫scr催化劑，可進行工業(yè)化生產(chǎn)，直徑為5mm，長度為20-50mm，適用溫度為150℃到200℃，so2濃度低于100mg/nm3下，脫硝效率最高達到99％。
附圖說明
圖1為實施例1所得錳鈦系低溫scr催化劑的掃描電鏡圖；
具體實施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
實施例1
一種錳鈦系低溫scr催化劑的制備方法，包括順序相接的如下步驟：
(1)將tio2、sio2、活性炭粉(品牌為星亞，粉狀，粒度為200目，亞蘭吸附值≥6ml碘值≥600強度≥90％)、粘土(品牌健石，粒度200目，ph值8，密度20(g/cm3)，膨脹背熟30，白度80，硬度30，表觀粘度25-30(mpa.s))和甲基纖維素(品牌燕興，粒度100目，視密度0.5g/cm，比重1.26-1.31)投入球磨機中進行混合，其中，tio2、sio2，活性炭粉、粘土和甲基纖維素的質(zhì)量比為79:1：1.5:2:5；
(2)將乙酸錳、硝酸鈰、硝酸鐵、硝酸鈷、乙醇胺、玻璃纖維(品牌閑暉，無堿短切6mm)和步驟(1)所得的物料加入到捏合機中捏合，通過捏合，使固體物料與液體物料充分混合，形成粘稠的塑形膏體，其中，乙酸錳、硝酸鈰、硝酸鐵、硝酸鈷、乙醇胺和玻璃纖維的質(zhì)量比為28:10:15:10.5：1:3；
(3)將步驟(2)所得物料送入造粒機機中擠條成型，得直徑為5mm、長度為30mm的圓柱形；
(4)將步驟(3)所得物料送入干燥設(shè)備中于110℃條件下干燥至恒重；
(5)將步驟(4)所得物料送入焙燒爐中在500℃的條件下煅燒4h，冷卻，得到成品催化劑；焙燒時的升溫速率為90分鐘將物料從室溫升至500℃，然后在500℃的條件下煅燒4h；冷卻時，以5℃/分鐘的速度冷卻至250℃，然后以3℃/分鐘的速度冷卻至室溫。
從圖1可看出催化劑微觀結(jié)構(gòu)為許多形狀大小不同的顆粒無規(guī)則地聚集在一起形成的團簇狀結(jié)構(gòu)，催化劑大顆粒表面出現(xiàn)了許多絨絮狀的細(xì)小顆粒，而這些新形成的細(xì)小顆粒均均勻的分散結(jié)合在催化劑大顆粒的表面，說明催化劑中活性組分的分布總體比較均勻，顆粒物粒徑相對小。
生活垃圾焚燒廠一期、二期工程日焚燒處理生活垃圾總量為2×500t，煙氣凈化采用“sncr脫銷+急冷塔+干式消石灰加活性炭噴射裝置+布袋除塵器+低溫scr”的煙氣凈化工藝。sncr技術(shù)脫硝技術(shù)以氨水為還原劑，稀釋后的氨水經(jīng)噴射噴嘴霧化噴入到鍋爐，脫硝效率達到40％，除塵器出口處nox排放濃度為150-300mg/nm3。氨氣與煙氣混合氣體進入布置于布袋除塵器后的scr催化系統(tǒng)，煙氣經(jīng)scr反應(yīng)器反應(yīng)后達標(biāo)排放。
低溫scr選用上述錳鈦系顆粒式催化劑，其主要活性區(qū)間為150-200℃。設(shè)計需要總的脫硝率90％，取氨氮比為1，催化劑的體積設(shè)定為32.4m3，運行后進行了脫硝性能考核試驗，最終nox排放濃度控制在43.71-56.22mg/nm3，低溫scr脫硝效率達到99％以上。
實施例2
一種錳鈦系低溫scr催化劑的制備方法，包括順序相接的如下步驟：
(1)將tio2、sio2、活性炭粉(品牌為星亞，粉狀，粒度為200目，亞蘭吸附值≥6ml碘值≥600強度≥90％)、粘土(品牌健石，粒度200目，ph值8，密度20(g/cm3)，膨脹背熟30，白度80，硬度30，表觀粘度25-30(mpa.s))和甲基纖維素(品牌燕興，粒度100目，視密度0.5g/cm，比重1.26-1.31)投入球磨機中進行混合，其中，tio2、sio2，活性炭粉、粘土和甲基纖維素的質(zhì)量比為82:1：1.7:2:6；
(2)將乙酸錳、硝酸鈰、硝酸鐵、硝酸鈷、乙醇胺、玻璃纖維(品牌閑暉，無堿短切6mm)和步驟(1)所得的物料加入到捏合機中捏合，通過捏合，使固體物料與液體物料充分混合，形成粘稠的塑形膏體，其中，乙酸錳、硝酸鈰、硝酸鐵、硝酸鈷、乙醇胺和玻璃纖維的質(zhì)量比為30:11:17:10.7：1:4；
(3)將步驟(2)所得物料送入造粒機機中擠條成型，得直徑為5mm、長度為50mm的圓柱形；
(4)將步驟(3)所得物料送入干燥設(shè)備中于120℃條件下干燥至恒重；
(5)將步驟(4)所得物料送入焙燒爐中在510℃的條件下煅燒4.1h，冷卻，得到成品催化劑；焙燒時的升溫速率為90分鐘將物料從室溫升至510℃，然后在510℃的條件下煅燒4h；冷卻時，以5℃/分鐘的速度冷卻至250℃，然后以3℃/分鐘的速度冷卻至室溫。
實施例3
一種錳鈦系低溫scr催化劑的制備方法，包括順序相接的如下步驟：
(1)將tio2、sio2、活性炭粉(品牌為星亞，粉狀，粒度為200目，亞蘭吸附值≥6ml碘值≥600強度≥90％)、粘土(品牌健石，粒度200目，ph值8，密度20(g/cm3)，膨脹背熟30，白度80，硬度30，表觀粘度25-30(mpa.s))和甲基纖維素(品牌燕興，粒度100目，視密度0.5g/cm，比重1.26-1.31)投入球磨機中進行混合，其中，tio2、sio2，活性炭粉、粘土和甲基纖維素的質(zhì)量比為76:1：1.3:2:4；
(2)將乙酸錳、硝酸鈰、硝酸鐵、硝酸鈷、乙醇胺、玻璃纖維(品牌閑暉，無堿短切6mm)和步驟(1)所得的物料加入到捏合機中捏合，通過捏合，使固體物料與液體物料充分混合，形成粘稠的塑形膏體，其中，乙酸錳、硝酸鈰、硝酸鐵、硝酸鈷、乙醇胺和玻璃纖維的質(zhì)量比為26:9:13:10.3：1:2；
(3)將步驟(2)所得物料送入造粒機機中擠條成型，得直徑為5mm、長度為20-50mm的圓柱形；
(4)將步驟(3)所得物料送入干燥設(shè)備中于100℃條件下干燥至恒重；
(5)將步驟(4)所得物料送入焙燒爐中在490℃的條件下煅燒3.9h，冷卻，得到成品催化劑；焙燒時的升溫速率為90分鐘將物料從室溫升至490℃，然后在490℃的條件下煅燒4h；冷卻時，以5℃/分鐘的速度冷卻至250℃，然后以3℃/分鐘的速度冷卻至室溫。
上述各例所得錳鈦系低溫scr催化劑的使用溫度為150℃-200℃，能使so2濃度降到100mg/nm3下，脫硝效率最高達到99％以上。