一种Mn-(Fe)-(Mg)-O低温SCR脱硝催化剂及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种Mn

【技术实现步骤摘要】
一种Mn
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(Fe)
‑
(Mg)
‑
O低温SCR脱硝催化剂及其制备与应用


[0001]本专利技术属于工业废气治理领域，具体涉及一种Mn
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(Fe)
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(Mg)
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O低温SCR脱硝催化剂及其制备与应用。

技术介绍

[0002]目前，我国对二氧化硫和粉尘的控制已取得明显成效，相比于二氧化硫和粉尘等污染物排放总量的降低，氮氧化物排放总量正在快速增加，按照目前的发展趋势，若不采取有效控制措施，到2030年氮氧化物排放量将达到3540万吨，势必给我国生态环境和国民经济造成巨大伤害。氮氧化物对我国酸雨污染的贡献呈上升趋势，酸雨中NO3浓度明显增加，其与SO
42
‑
浓度的比值己由1/6增加到1/5，使我国部分地区的酸雨污染正逐渐由硫酸型向硫酸、硝酸复合型转变，且其具有强温室效应。因此，控制氮氧化物的排放越来越重要。
[0003]迄今为止，脱除氮氧化物的方法以催化法为主，以氨气为还原剂的选择性催化还原法（SCR）是目前工业应用最为广泛的工艺，已研发应用了众多的具有催化脱硝活性的催化剂，其中，以五氧化二钒为活性组分的催化剂是最早得到工业化应用的催化剂，该催化剂的最佳催化活性温度窗口在350℃～450℃区间，具有较好的脱硝效率和抗二氧化硫毒化性能，但该催化剂的成本较高，同时，由于V2O5的剧毒性，造成失活催化剂回收处理困难，容易造成环境污染等问题。因此，开发新的低成本、低毒性、低反应温度的催化剂是十分重要而又迫切的事情。

技术实现思路

[0004]本专利技术有三个目的：一是提供Mn
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(Fe)
‑
(Mg)
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O低温SCR脱硝催化剂的组成，二是提供上述低温SCR脱硝催化剂的制备方法，三是提供上述低温SCR脱硝催化剂的使用工艺要求。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提出如下技术方案。
[0006]1. 一种Mn
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(Fe)
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(Mg)
‑
O低温SCR脱硝催化剂及其制备与应用，所述Mn
‑
(Fe)
‑
(Mg)
‑
O包含三种低温SCR脱硝催化剂，它们的的组成分别为：（1）Mn
‑
Fe
‑
O中的nMn:nFe（摩尔比） =(2～4)：(1～3)，各元素由相关无机盐和氧化剂提供；（2）Mn
‑
Mg
‑
O中的nMn:nMg（摩尔比） =(4～6)：(0.5～1.5)，各元素由相关无机盐和氧化剂提供；（3）Mn
‑
O中的nMn（由无机盐提供）:nMn（由氧化剂提供）（摩尔比） =1：1；所述无机盐为硫酸锰（MnSO4）、硝酸锰（Mn(NO3)2）、四水乙酸锰（Mn(CH3COO)2•
4H2O）和九水硝酸铁（Fe(NO3)3•
9H2O），所述氧化剂为高锰酸钾（KMnO4）。
[0007]2.Mn
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Fe
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O、Mn
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Mg
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O和Mn
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O低温SCR脱硝催化剂的制备方法可选择如下四种方法中的一种：方法1：室温液相混合+室温液相静置反应法
S1、室温搅拌条件下按比例称取相应无机盐和氧化剂依次加入到蒸馏水中；S2、室温下继续搅拌0.5～1.5h；S3、室温下静置反应48～72h后过滤；S4、按蒸馏水:滤饼（体积比）=2:1用蒸馏水洗涤三遍；S5、滤饼于烘箱内105℃～150℃下烘干；S6、捣碎筛分至1～3mm方法2：室温液相混合+室温固相静置反应法S1、室温搅拌条件下按比例称取相应无机盐和氧化剂依次加入到蒸馏水中；S2、室温下继续搅拌0.5～1.5h；S3、烘箱内105℃～150℃下烘干；S4、室温下静置反应24～48h；S5、用适量蒸馏水造浆过滤；余下步骤与方法1的S4～S6相同方法3：室温液相混合+60～80℃液相静置反应法S1、室温搅拌条件下按比例称取相应无机盐和氧化剂依次加入到蒸馏水中；S2、室温下继续搅拌0.5～1.5h；S3、60～80℃下静置反应24～48h后过滤；余下步骤与方法1的S4～S6相同方法4：室温固相混合+60～80℃固相静置反应法S1、按比例称取相应无机盐和氧化剂依次加入到机械粉碎搅拌机中；S2、粉碎搅拌1～3min；S3、60～80℃下静置反应24～48hS4、用适量蒸馏水造浆过滤；余下步骤与方法1的S4～S6相同。
[0008]3. Mn
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Fe
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O、Mn
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Mg
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O和Mn
‑
O低温SCR脱硝催化剂在脱除废气中NOx的具体实际应用，所要求的工艺参数为：废气中SO2含量≦40ppm；废气中O2含量≦21.0V%，优选为2.5V%～15.0V%；废气含水量≦废气的饱和含水量；进气氨氮比nNH3/nNO（摩尔比）=0.9～1.1；优选为1.0；空速为≦10000 h
‑1，优选为4000 h
‑1～8000h
‑1；SCR温度为120℃～150℃，优选为130℃～140℃。
具体实施方式
[0009]所述一种Mn
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(Fe)
‑
(Mg)
‑
O低温SCR脱硝催化剂及其制备与应用，包括三种低温SCR脱硝催化剂：Mn
‑
Fe
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O、Mn
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Mg
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O和Mn
‑
O，是由不同的锰盐、镁盐和强氧化剂高锰酸钾按一定比例混合，再在不同的条件下反应，最后通过洗涤干燥破碎得到。将Mn
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Fe
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O、Mn
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Mg
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O和Mn
‑
O分别作为催化反应填料，在进气SO2含量、进气含水量、进气氨氮比nNH3/nNO（摩尔比）、空速和SCR温度等合适的工艺反应条件下，与废气充分接触反应，就可以将废气中的NO催化还原成为N2，达到脱除废气中NOx的目的。
[0010]下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步的描述，并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。
[0011]实施例1：室温液相混合+室温液相静置反应法制备低温脱硝催化剂Mn5‑
Mg1‑
Ox。适量蒸馏水入大小合适的烧杯中，搅拌条件下按照nMn:nMg（摩尔比）=5:1分别称取硫酸锰（MnSO4）或硝酸锰（Mn(NO3)2）或四水乙酸锰（Mn(CH3COO)2•
4H2O）、高锰酸钾（KMnO4）和硝酸镁（Mg(NO3)2）依次加入烧杯中，继续搅拌1h，室温静置反应72h后过滤，按蒸馏水:滤饼（体积比）=2:1用蒸馏水洗涤三遍，滤饼于105℃、12h以上彻底烘干，破碎筛分至1～3mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Mn
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(Fe)
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(Mg)
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O低温SCR脱硝催化剂及其制备与应用，其特性在于，所述Mn
‑
(Fe)
‑
(Mg)
‑
O包含三种低温SCR脱硝催化剂，它们的的组成分别为：（1）Mn
‑
Fe
‑
O中的nMn:nFe（摩尔比） =(2～4)：(1～3)，各元素由相关无机盐和氧化剂提供；（2）Mn
‑
Mg
‑
O中的nMn:nMg（摩尔比） =(4～6)：(0.5～1.5)，各元素由相关无机盐和氧化剂提供；（3）Mn
‑
O中的nMn（由无机盐提供）:nMn（由氧化剂提供）（摩尔比） =1：1。2.根据权利要求1所述的一种Mn
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(Fe)
‑
(Mg)
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O低温SCR脱硝催化剂及其制备与应用，其特性在于，所述无机盐为硫酸锰（MnSO4）、硝酸锰（Mn(NO3) 2
）、四水乙酸锰（[Mn(CH3COO)2•
4H2O]）和九水硝酸铁（Fe(NO3)3•
9H2O），所述氧化剂为高锰酸钾（KMnO4）。3.根据权利要求1所述的一种Mn
‑
(Fe)
‑
(Mg)
‑
O低温SCR脱硝催化剂及其制备与应用，其特性在于，所述Mn
‑
Fe
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O、Mn
‑
Mg
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O和Mn
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O三种低温SCR脱硝催化剂的制备包括如下四种方法及其步骤：方法1：室温液相混合+室温液相静置反应法S1、室温搅拌条件下按比例称取相应无机盐和氧化剂依次加入到蒸馏水中；S2、室温下继续搅拌一定时间；S3、室温下静置反应一定时间后过滤；S4、按蒸馏水与滤饼的一定比例用蒸馏水洗涤一定次数；S5、滤饼于烘箱内一定温度下烘干；S6、捣碎筛分至合适的粒度；所述S2中，时间为0.5～1.5h；...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎建明，慈鹤，倪瑞琦，李先业，
申请(专利权)人：慈鹤倪瑞琦李先业，
类型：发明
国别省市：