一種低溫錳系復合氧化物脫硝催化劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及催化劑及其制造的技術領域，特別是涉及一種低溫錳系復合氧化物脫硝催化劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝技術作為目前公認的控制燃煤電廠氮氧化物排放最有效的方法廣泛應用于我國燃煤電廠中。據(jù)統(tǒng)計，SCR占已投運煙氣脫硝組容量的90%。
[0003]SCR煙氣脫硝工藝的技術核心是脫硝催化劑，目前使用最為成熟、最為廣泛的脫硝催化劑是釩鎢鈦系催化劑，一般操作溫度在350°C左右。在煙氣脫硝工程應用中，為了滿足脫硝催化劑對操作溫度的要求，脫硝催化劑一般是布置在除塵器之前，但由于煙氣中飛灰含量較高，容易對催化劑造成磨損，同時，飛灰中含有的堿金屬氧化物等雜質會使催化劑中毒失效，而且煙氣中硫含量較高，脫硝催化劑會將部分SO2氧化成SO 3，SOg逃逸的NH 3容易反應形成硫銨，會導致下游設備的腐蝕。為降低煙氣中飛灰及硫含量影響，可考慮將脫硝催化劑布置于除塵器和脫硫裝置之后，該配置是較為合理的，煙氣通過除塵器和脫硫裝置之后，溫度會顯著降低，除塵脫硫后煙氣溫度較低而導致現(xiàn)有常規(guī)的催化劑無法直接使用。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提供一種低溫錳系復合氧化物脫硝催化劑，用于低溫條件下鍋爐煙氣中的氮氧化物的選擇性催化還原反應，使得脫硝催化劑可以布置于除塵器和脫硫裝置之后，有效降低了煙氣中飛灰及硫含量影響，本發(fā)明同時提供了一種低溫錳系復合氧化物脫硝催化劑的制備方法。
[0005]—種低溫錳系復合氧化物脫硝催化劑，其特征在于:以納米級二氧化鈦為載體，其上負載的錳鈰釩復合氧化物為活性組分，以及部分補強劑成分，各組分質量比為二氧化鈦:Mn 鹽:Ce 鹽:V 鹽:補強劑=1: (0.625-1.563): (0.05-2.71): (0.001-0.029):(0.05-0.3) ο
[0006]所述的一種低溫錳系復合氧化物脫硝催化劑的制備方法為:
(1)混煉操作:將納米級二氧化鈦、水、質子酸、質子堿、增塑劑、造孔劑、補強劑、潤滑劑按照質量比 1: (0.1-1): (0.02-0.2): (0.05-0.5): (0.005-0.02): (0.005-0.02):(0.05-0.3): (0.005~0.02)通過混煉法混合后加入錳的可溶性鹽、鈰的可溶性鹽和釩的可溶性鹽形成塑性泥料，錳鹽、鈰鹽、釩鹽的加入量根據(jù)二氧化鈦的摩爾量確定，錳鹽、鈰鹽、釩鹽的加入量根據(jù)二氧化鈦的質量確定，各組分質量比為二氧化鈦:Mn鹽:Ce鹽:V 鹽=1: (0.625-1.563): (0.27-2.71): (0.001-0.029)；
(2)一次陳化:將步驟(I)中得到的塑性泥料在25°C恒溫下保濕陳化放置1~2天；
(3)預擠出:將完成步驟(2)的塑性泥料用預擠出設備進行預擠出操作，形成泥料方塊； (4)二次陳化:將步驟(3)中得到的泥料方塊在25°C恒溫下保濕陳化放置1~2天
(5)擠出成型:將完成步驟(4)的泥料方塊用擠出設備進行擠出操作，得到蜂窩狀樣品;
(6)一次干燥:將步驟(5)中得到的蜂窩狀樣品在30~70°C下程序升溫干燥催化劑，干燥時間為5~8天；
(7)二次干燥:將完成步驟(6)的蜂窩狀樣品在100~300°C下程序升溫干燥催化劑，干燥時間為3~5h ;
(8)高溫焙燒:將完成步驟(7)的蜂窩狀樣品在400~600°C高溫下焙燒3~8h，即可得到Mn0x-Ce02-V205/Ti02 催化齊IJ。
[0007]采用上述本發(fā)明的低溫錳系復合氧化物脫硝催化劑，在低溫條件下鍋爐煙氣中的氮氧化物的選擇性催化還原反應，使得脫硝催化劑可以布置于除塵器和脫硫裝置之后，降低了對催化劑的磨損，同時有效降低了煙氣中飛灰及硫含量影響，減少了 SO2氧化成SO3，有效降低了 303與逃逸的NH 3形成硫銨的數(shù)量，有效避免下游設備的腐蝕。
【具體實施方式】
[0008]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0009]實施例一催化劑制備:
(O混煉操作:將納米級二氧化鈦、水、乳酸、氨水、ΡΕ0、精制棉、玻纖、硬脂酸按照質量比1: 0.1: 0.02: 0.05: 0.005: 0.005: 0.05: 0.005通過混煉法混合后加入乙酸錳、硝酸鈰和偏釩酸銨形成塑性泥料，乙酸錳、硝酸鈰和偏釩酸銨的加入量根據(jù)二氧化鈦的質量確定，各組分質量比為二氧化鈦:乙酸錳:硝酸鈰:偏釩酸銨=1: 0.625: 0.27:0.001 ；
(2)一次陳化:將步驟(I)中得到的塑性泥料在25°C恒溫下保濕陳化放置I天；
(3)預擠出:將完成步驟(2)的塑性泥料用預擠出設備進行預擠出操作，形成泥料方塊；
(4)二次陳化:將步驟(3)中得到的泥料方塊在25°C恒溫下保濕陳化放置I天；
(5)擠出成型:將完成步驟(4)的泥料方塊用擠出設備進行擠出操作，得到蜂窩狀樣品;
(6)一次干燥:將步驟(5)中得到的蜂窩狀樣品在30~70°C下程序升溫干燥催化劑，即30°C I天一40 °C I天一50 °C I天一60 °C I天一70 °C I天一恒重，干燥時間為5天；
(7)二次干燥:將完成步驟(6)的蜂窩狀樣品在100~300°C下程序升溫干燥催化劑，即100C lh—300°C 2h，干燥時間為 3h ；
(8)高溫焙燒:將完成步驟(7)的蜂窩狀樣品在400°C高溫下焙燒8h，即可得到Mn0x-Ce02-V205/Ti02 催化齊IJ。
[0010]催化劑活性測試:
活性實驗在固定床反應器上進行，催化劑裝填量為5X5孔、長度20cm的催化劑樣品。ΝΗ3/Ν0摩爾比=1、02濃度=5%、空速=7500h 1的煙氣條件，反應溫度為160°C時，脫硝效率為38.13% ;反應溫度為220°C時，脫硝效率為69.35%。
[0011]實施例二
催化劑制備:
(1)混煉操作:將納米級二氧化鈦、水、乙酸、乙醇胺、CMC、精制棉、玻纖、硬脂酸按照質量比1: 0.5: 0.1: 0.01: 0.01: 0.01: 0.1: 0.01通過混煉法混合后加入硝酸錳、硝酸鈰和偏釩酸銨形成塑性泥料，硝酸錳、硝酸鈰和偏釩酸銨的加入量根據(jù)二氧化鈦的質量確定，各組分質量比為二氧化鈦:硝酸錳:硝酸鈰:偏釩酸銨=1: 0.938: 0.54:0.01 ；
(2)一次陳化:將步驟(I)中得到的塑性泥料在25°C恒溫下保濕陳化放置2天；
(3)預擠出:將完成步驟(2)的塑性泥料用預擠出設備進行預擠出操作，形成泥料方塊；
(4)二次陳化:將步驟(3)中得到的泥料方塊在25°C恒溫下保濕陳化放置2天；
(5)擠出成型:將完成步驟(4)的泥料方塊用擠出設備進行擠出操作，得到蜂窩狀樣品;
(6)一次干燥:將步驟(5)中得到的蜂窩狀樣品在30~70°C下程序升溫干燥催化劑，即30°C I天一40°C I天一50°C I天一60°C I天一70°C I天一丨旦重，干燥時間為6天；
(7)二次干燥:將完成步驟(6)的蜂窩狀樣品在100~300°C下程序升溫干燥催化劑，即100C 2h—300°C 3h，干燥時間為 5h ；
(8)高溫焙燒:將完成步驟(7)的蜂窩狀樣品在500°C高溫下焙燒6h，即可得到Mn0x-Ce02-V205/Ti02 催化齊IJ。
[0012]催化劑活性測試:
同實施例一，反應溫度為160°C時，脫硝效率為53.62% ;反應溫度為220°C時，脫硝效率為 75.66%ο
[0013]實施例三催化劑制備:
(1)混煉操作:將納米級二氧化鈦、水、乳酸、氨水、CMC、活性炭、玻纖、丙三醇按照質量比1: 0.8: 0.15: 0.2: 0.15: 0.15: 0.2: 0.01通過混煉法混合后加入氯化錳、硝酸鈰和偏釩酸銨形成塑性泥料，硝酸錳、硝酸鈰和偏釩酸銨的加入量根據(jù)二氧化鈦的質量確定，各組分質量比為二氧化鈦:氯化錳:硝酸鈰:偏釩酸銨=1: 0.625: 1.08:0.015 ；
(2)一次陳化:將步驟(I)中得到的塑性泥料在25°C恒溫下保濕陳化放置I天；
(3)預擠出:將完成步驟(2)的塑性泥料用預擠出設備進行預擠出操作，形成泥料方塊；
(4)二次陳化:將步驟(3)中得到的泥料方塊在25°C恒溫下保濕陳化放置I天；
(5)擠出成型:將完成步驟(4)的泥料方塊用擠出設備進行擠出操作，得到蜂窩狀樣品;
(6)一次干燥:將步驟(5)中得到的蜂窩狀樣品在30~70°C下