一种锰基SCR催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种锰基SCR催化剂及其制备方法，将活性氧化铝粉末或堇青石粉末加入到硝酸盐溶液，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10‑11，继续搅拌2~6h后抽滤，50~100℃烘箱烘干，然后在200~500℃马弗炉中焙烧2~8h得到改性载体。该催化剂是以活性氧化铝或堇青石粉末为载体，活性组分为氧化锰，属于环境友好型催化剂。该催化剂制备方法简单，活性组分均匀分布在载体表面，提高了活性组分的利用率。该整体式SCR催化剂可用于工业低温脱硝工况，在150~250度温度内脱硝率达到80%以上。

Manganese based SCR catalyst and preparation method and application thereof

The invention discloses a manganese based SCR catalyst and its preparation method, activated alumina powder or cordierite powder added to nitrate solution, then slowly adding concentrated ammonia, adjusting the pH to 11 to 10, continue stirring 2~6h after filtration, 50~100 C oven drying, and then obtain the 2~8h calcined at 200~500 DEG muffle furnace in the modified carrier. The catalyst is an active alumina or cordierite powder as the carrier, and the active component is manganese oxide, which belongs to an environment-friendly catalyst. The preparation method of the catalyst is simple, the active components are evenly distributed on the surface of the carrier, and the utilization ratio of the active components is improved. The monolithic SCR catalyst can be used in the industrial low temperature denitration condition, and the denitrification rate reaches above 80% at 150~250 degree temperature.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锰基SCR催化剂及其制备方法，主要用于低温SCR脱硝反应。
技术介绍
煤炭是当今世界主要能源之一，随着社会进步、经济发展，煤的开发利用严重污染了自然环境和人类健康。据统计，大气污染物中的90%以上的NOx是由于煤、石油、天然气等燃料的燃烧造成的，其中70%来源于煤的燃烧。对于中国而言，电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂在我国是NOx排放的主要来源之一。随着我国经济的稳定快速发展，电力工业仍将快速发展，必然导致NOx的排放量越来越大。同时，国家对环保的要求越来越高，NOx的允许排放值越来越低，因此，对脱硝技术和工艺要求也越来越高。SCR脱硝工艺是主要的脱硫技术。商用钒基催化剂已经在工业上广泛的使用，而且钒基催化剂SCR脱硝工艺脱硝效率高，无副产物。但是其工作温度较高，为避免重复加热烟气，需要SCR反应器布置与除尘、脱硫设备之前，因此产生了诸多问题如：粉尘冲蚀、孔道堵塞、SO2中毒等等。低温SCR催化剂由于运行温度低，低温脱硝反应器可以至于脱硝和除尘设备之后，极大的降低了粉尘和SO2对催化剂的影响。中国专利技术专利CN105435777A、CN103170344B公开了低温的钒基SCR催化剂，能够在150~200℃范围内有效消除氮氧化物。然而钒基催化剂不是环境友好型催化剂，失活后的处理也是一个问题。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，如脱硝性能不高、环境不友好，本专利技术提供一种锰基SCR催化剂及其制备方法，该方法制备的催化剂具有良好的低温脱硝性能，且制备成本相对低廉。一种锰基SCR催化剂的制备方法，其特征在于，所述的载体采用沉积沉淀法制备，具体包括如下步骤：将活性氧化铝粉末或堇青石粉末加入到硝酸盐溶液，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2~6h后抽滤，50~100℃烘箱烘干，然后在200~500℃马弗炉中焙烧2~8h得到改性载体。所述的硝酸盐为硝酸钴、硝酸铁的一种或两种，硝酸盐占载体的质量百分比为5%~25%。将活性组分氧化锰担载到改性载体上，包括以下步骤：将硝酸锰溶解于100mL水溶液中，加入改性载体，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2~6h后抽滤，50~100℃烘箱烘干，然后在200~500℃马弗炉中焙烧2~8h。一种锰基SCR催化剂的制备方法，其特征在于，根据上述所述方法制备得到；该催化剂的活性组分为氧化锰，载体为改性的活性氧化铝粉末或堇青石粉末；所述活性组分在催化剂中的质量百分比为5%-15%，其余为载体。一种锰基SCR催化剂在SCR脱硝反应的应用。本专利技术的优点是通过钴和铁元素对载体的改性，提高了载体与活性组分氧化锰的相互作用了，使氧化锰均匀分布在载体表面，促进了催化剂的脱硝性能。该催化剂制备方法简单，成本低廉，，在150~250度温度内脱硝率达到80%以上。具体实施方式以下实例用于更详细的说明本专利技术，但本专利技术并不限于此。对比例1：将0.90g Mn(NO3)2溶于100 mL去离子水中，加入5g 活性氧化铝粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤，100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h。对上述制备的催化剂进行NH3-SCR脱硝性能测试：空速300000 mL/(g·h)，模拟烟气成分：200ppm NO、200ppm NH3、5% O2、平衡气为N2。使用二氧化碳分析仪（Thermo，Model 42i）进行产物分析，测试结果见表1。对比例2：将0.90g Mn(NO3)2溶于100 mL去离子水中，加入5g 堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤，100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h。催化剂评价方法同对比例1,。测试结果见表1。实施例1：将0.73g 硝酸钴溶解到100ml去离子水中，加入5g 活性氧化铝粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤， 100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h得到钴元素改性载体。将0.90g Mn(NO3)2溶于100 mL去离子水中，加入5g 钴改性堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤，100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h。催化剂评价方法同对比例1,。测试结果见表1。实施例2：将1.01g 硝酸铁溶解到100ml去离子水中，加入5g 活性氧化铝粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤， 100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h得到钴元素改性载体。将0.90g Mn(NO3)2溶于100 mL去离子水中，加入5g 钴改性堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤，100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h。催化剂评价方法同对比例1,。测试结果见表1。实施例3：将0.73g 硝酸钴溶解到100ml去离子水中，加入5g 堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤， 100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h得到钴元素改性载体。将0.90g Mn(NO3)2溶于100 mL去离子水中，加入5g 钴改性堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤，100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h。催化剂评价方法同对比例1,。测试结果见表1。实施例4：将1.01g 硝酸铁溶解到100ml去离子水中，加入5g 堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤， 100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h得到钴元素改性载体。将0.90g Mn(NO3)2溶于100 mL去离子水中，加入5g 钴改性堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤，100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h。催化剂评价方法同对比例1,。测试结果见表1。实施例5：将0.73g 硝酸钴溶解到100ml去离子水中，加入5g 堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤， 100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h得到钴元素改性载体。将1.34g Mn(NO3)2溶于100 mL去离子水中，加入5g 钴改性堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤，100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h。催化剂评价方法同对比例1,。测试结果见表1。实施例6：将0.73g 硝酸钴溶解到100ml去离子水中，加入5g 堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤， 100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h得到钴元素改性载体。将0.45g Mn(NO3)2溶于100 mL去离子水中，加入5g 钴改性堇青石粉末，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2h后抽滤，100℃烘箱烘干，然后在400℃马弗炉中焙烧4h。催化剂评价方法同对比例1,。测试结果见表1。表1 催化剂脱硝率数据。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锰基SCR催化剂的制备方法，其特征在于，所述的载体采用沉积沉淀法制备，具体包括如下步骤：将活性氧化铝粉末或堇青石粉末加入到硝酸盐溶液，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10‑11，继续搅拌2～6h后抽滤，50～100℃烘箱烘干，然后在200～500℃马弗炉中焙烧2～8h得到改性载体。

【技术特征摘要】
1.一种锰基SCR催化剂的制备方法，其特征在于，所述的载体采用沉积沉淀法制备，具体包括如下步骤：将活性氧化铝粉末或堇青石粉末加入到硝酸盐溶液，然后缓慢滴加浓氨水，调节pH至到10-11，继续搅拌2～6h后抽滤，50～100℃烘箱烘干，然后在200～500℃马弗炉中焙烧2～8h得到改性载体。2.所述的硝酸盐为硝酸钴、硝酸铁的一种或两种，硝酸盐占载体的质量百分比为5%～25%。3.根据权利要求1所述的锰基SCR催化剂的制备方法，其特征在于，将活性组分氧化锰担载到改性载体上，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹农，高振源，杨玲，赵昆峰，袁静，蔡婷，张涛，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31