本发明专利技术涉及一种泡沫状低温SCR催化剂及其制备方法，所述催化剂由骨架载体和负载于骨架载体之上的活性涂层组成，所述骨架载体为3D多孔结构的泡沫陶瓷，所述活性涂层由活性组分、助剂和基材组成。本发明专利技术提供的泡沫状低温SCR催化剂内部呈相互交错的3D孔结构，烟气在孔道内呈曲线运动，优化了烟气与还原剂的混合效果，提高了还原剂的利用率，降低了氨逃逸。本催化剂对NOx还原具有优异的低温活性，烟气温度在170-180℃条件下对NOx的去除效率保持在90％以上，本催化剂具有较好的热稳定性和抗硫性能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种泡沫状低溫SCR催化剂及其制备方法，属于大气污染控制和环境 催化材料领域。
技术介绍
阳00引排入大气中的氮氧化物（NOx)有N0、N02、N20等，主要来自燃煤电站、机动车尾气、W及非电力行业的工业锅炉、工艺过程、W及化工等其他行业。NOx的巨大排放量已严重 威胁人们的生活和健康，影响国民经济的可持续发展，我国酸雨的类型正在由硫酸型向硫 酸-硝酸复合型转变，将会造成更大的破坏作用。此外，NOx还有很强的毒性，可参与光化 学反应和破坏臭氧层，同时形成毒性更高、持续时间更长的二次污染物。因此，NOx减排和 总量控制是"十二五"大气环境规划的目标，在即将开始的"十Ξ五"规划中，NOx排放控制 成为大气环境改善的重点任务。环境保护部公布的数据显示，2010、2011年NOx排放总量分 别为2257和2404万吨，2014年NOx排放总量为2078万吨，可见，我国NOx年排放总量依旧 保持在2000万吨W上。为了实现"十二五"规划中NOx年排放总量减少10%的目标，国家 对燃煤电站锅炉NOx排放限值提出要求，颁布了史上史上最严的排放标准GB13223-2011 《火电厂大气污染物排放控制标准》。近期，重点控制地区陆续出台了更苛刻的超低排放标 准，要求NOx排放值小于50mg/Nm3。 选择性催化还原（SCR)由于效率高、选择性高、反应彻底等特点成为公认的最有 效的烟气脱硝技术，SCR的核屯、是催化剂。燃煤电站锅炉主要使用中高溫型SCR催化剂，催 化剂的运行溫度为310~420°C，SCR反应器通常布置在省煤器和空预器之间，该区间的烟 气溫度正好处于催化剂的溫度窗口，保证了较高的脱硝效率。但是，非电力行业的工业锅 炉、工艺过程、及玻璃、水泥、建材、酸洗等行业的烟气存在情况复杂、烟气溫度低等特点，如 工业锅炉省煤器之后的烟气溫度为130-200°C，工艺过程及化工行业的烟气溫度更低，几乎 接近于室溫，给SCR技术的应用带来很大困难。如果在上述行业使用电站锅炉的中高溫型 SCR催化剂，需要配置复杂的换热系统或更改锅炉省煤器，将烟气溫度提高到310°CW上， 系统的改造难度较大，同时大幅度增加了能耗、投资和运行费用，还会给后续除尘、脱硫工 艺带来不便。 针对上述行业烟气的特殊性，不能照搬燃煤电站锅炉的SCR工艺，需要使用低 溫下能够高效运行的SCR催化剂。因此，开发适用于上述行业烟气脱硝的低溫SCR催化 剂具有重要的意义，低溫SCR催化剂已成为国内外学术界和工业界的研究热点。黄海凤 等（黄海凤，金丽丽等.高校化学工程学报，2013,（4)27:721-728)等利用浸溃法制备了 化-V/Ti〇2基低溫SCR催化剂，当化/V的摩尔比为1:4时催化剂在180°C时对NOx的转 化率可达90%W上，但烟气中的S〇2可与化物种形成硫酸盐导致催化剂活性下降。刘清 等（刘清，郑玉婴等.燃料化学学报，2012, 4(40) :452-455)制备了MnOx-CeOz/PPSN滤料 低溫SCR催化剂，当Μη化-Ce化负载量为296g/m2时，催化剂对NOx具有较高的去除效率， 没有考察催化剂的热稳定性和抗水性能。黄海凤等（黄海凤，俞河等.中国电力工程学 报，2011，35 (31) : 29-34)报道MniFexCeix/Ti〇2催化剂对NOx还原具有较好的低溫活性，同 时可耐受<80mg/m3的SO2,但烟气中的水蒸气可导致催化剂活性降低。Wu (Wu Z B，Jiang B Q,et.al.,Appl.Catal.,B, 2008, 79(4):347-355)及化（Yu J,加ο F,et al., A卵1. Catal.，B, 2010,95(1-2) :160-168)等采用不同方法制备了系列MnOx/Ti〇2低溫SCR催化 剂，催化剂在低溫条件下对NOx具有优异的催化活性，但催化剂对水蒸气比较敏感。专利 CN 102962055公布了一种钢基低溫SCR催化剂，催化剂在150°C时的脱硝效率可达98%， 但专利所述的催化剂是粉体形式，需要二次加工成一定形状后方可用于脱硝工程。专 利CN 102008956制备 了一种Mn-Ce-M/Ti〇2低溫SCR催化剂，催化剂中Ti :Mn :Ce :M= 1: (0.05-1) :(0.05-1) :(0-1),具有较好的低溫活性，但催化剂制备过程复杂，对原料要求 较高。专利CN 102649077公布了一种金属渗杂的Μη基低溫SCR催化剂，催化剂对NOx还 原具有优异的低溫活性，但没有考察催化剂的抗水性能。专利CN 101791551公布了一种蜂 窝状低溫SCR，催化剂活性组分由Μη化、V205和W03组成，催化剂的脱硝效率在70%左右。专 利CN1777477XN 103464194和CN1457920公布的SCR催化剂均为蜂窝状，烟气在孔道内沿 直线运动，烟气和还原剂难W充分混合，存在脱硝效率低、还原剂利用率低及氨逃逸率高等 缺点，降低了催化剂利用率。
技术实现思路
鉴于现有SCR催化剂的缺陷和不足，本专利技术的目的在于提供一种泡沫状低溫SCR 催化剂及其制备方法，本催化剂在低溫条件对NOx有优异的催化活性，相互交错的3D孔结 构促进了烟气中NOx与还原剂的充分混合，克服了直孔蜂窝状SCR催化剂在使用中的缺点， 提高了催化剂性能。适用于化工、工艺过程、玻璃、水泥、建材及酸洗等行业的低溫烟气脱硝 和含NOx的工艺废气处理。 本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种泡沫状低溫SCR催化剂，所述催 化剂由骨架载体和负载于骨架载体之上的活性涂层组成，所述骨架载体为3D多孔结构的 泡沫陶瓷，所述活性涂层由活性组分、助剂和基材组成。 在上述技术方案的基础上，本专利技术还可W做如下改进。 进一步，所述泡沫陶瓷的材质为碳化娃、氮化娃、堇青石、氧化侣、莫来石、堇青 石-莫来石复合物、氧化儀、氧化娃、沸石、氧化错中的一种或任意几种组合，所述泡沫陶瓷 的孔隙率为20% -90%。 进一步，所述活性组分为V2O5-WO3、V2O5-M03、V2O5-WO3-M03中的一种，V205-W03、 V2O5-M03和V2O5-WO3-M03分别由其所对应的氧化物、无机盐或有机盐制备而成，上述活性组 分所对应的氧化物、无机盐或有机盐称为活性组分前驱体，活性组分相对于基材的负载量 为：V205为 0. 5-15wt%，W〇3为 1. 0-12wt%，M〇3为 1.O-lOwt%，（如lOOg基材负载IgV205， 则V2O5相对于基材的负载量为Iwt%，） 进一步，所述助剂为Cu、Ni、Μη、Fe、Zr、Pr、Nd、S、P、N、F、B、Cl、Li、化、K中的一 种或任意几种组合，Cu、Ni、Μη、Fe、Zr、Pr、Nd、S、P、N、F、B、Cl、Li、化和Κ分别由其所对应 的氧化物、有机盐或无机盐制备而成，上述助剂所对应的氧化物、有机盐或无机盐称为助剂 前驱体，助剂相对于基材的负载量为0. 2-7wt%， W11] 进一步，所述基材为A型Ti〇2、Si〇2、分子筛、AP0、SAP0、沸石、蒙脱石、娃藻±、海 泡石、凹凸棒±、膨润±中的一种或任意几种组合，或者所述基材本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种泡沫状低温SCR催化剂，其特征在于，所述催化剂由骨架载体和负载于骨架载体之上的活性涂层组成，所述骨架载体为3D多孔结构的泡沫陶瓷，所述活性涂层由活性组分、助剂和基材组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：展宗城，杨艳林，展宗刚，贾海建，杨峰，
申请(专利权)人：展宗城，
类型：发明
国别省市：山西;14
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