1.一种低温烟气SCR脱硝催化剂,其特征在于所述的催化剂由载体和负载于载体上的活性组分组成,所述载体为负载有TiO2-SiO2涂层的堇青石蜂窝陶瓷,所述TiO2-SiO2涂层中Ti、Si的物质的量之比为1:0.1~2.0;所述的活性组分是由Mn、Fe、Ce、Zr、W组成的氧化物,所述活性组分的负载量为2~20wt%,所述活性组分中Mn、Fe、Ce、Zr、W的物质的量之比为1.0∶0.1~2.0∶0.1~2.0∶0.02~1.0∶0.01~1.0。
2.如权利要求1所述的低温烟气SCR脱硝催化剂,其特征在于所述催化剂按以下方法制备得到:
(1)取堇青石蜂窝陶瓷,浸入1~5wt%的硝酸溶液中进行表面活化,充分浸渍后取出,用去离子水冲洗后在80~150℃下干燥3~12小时,得到表面活化过的堇青石蜂窝陶瓷;
(2)10~60wt%的硫酸氧钛水溶液中加入5~30wt%的硅溶胶,得到涂层浸渍液,所述涂层浸渍液中硫酸氧钛和二氧化硅的物质的量之比为1.0∶0.1~2.0;
(3)将步骤(1)得到的表面活化过的堇青石蜂窝陶瓷完全浸没于步骤(2)得到的涂层浸渍液中,充分浸渍后取出,高压气流吹去残余的液体,在60~120℃干燥10~100分钟,得到干燥后的堇青石载体,将干燥后的堇青石载体完全浸没于5~25wt%的碱溶液中,所述碱溶液为氨水、氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液,浸渍10~60min后取出,高压气流吹去残余的液体,在60~120℃干燥3~10小时,然后重新浸没于上述涂层浸渍液中,重复上述操作至堇青石蜂窝陶瓷表面的涂层的负载量以堇青石蜂窝陶瓷的质量计为5~30wt%,最后在
400~650℃焙烧3~10小时,得到负载有TiO2-SiO2涂层的堇青石蜂窝陶瓷;
(4)取醋酸锰、硝酸铁、硝酸铈、硝酸锆和偏钨酸铵用去离子水配制成金属离子总浓度为0.1~1.0mol/L的金属盐溶液,所述金属盐溶液中,Mn、Fe、Ce、Zr、W的物质的量之比为
1.0∶0.1~2.0∶0.1~2.0∶0.02~1.0∶0.01~1.0;
(5)将步骤(3)得到的负载有TiO2-SiO2涂层的堇青石蜂窝陶瓷完全浸没于步骤(4)得到的金属盐溶液中,充分浸渍后取出,高压气流吹去残余的液体,自然风干后再在60~
120℃干燥10~100分钟,得到负载活性组分的催化剂前体,得到的负载活性组分的催化剂前体完全浸没于碱性溶液中,所述碱性溶液为碳酸铵溶液、碳酸氢铵溶液或氨水,浸渍
10~30min后取出,高压气流吹去残余的液体,自然风干后再在80~110℃干燥1~10小时,然后在马弗炉400~750℃焙烧2~10小时,取出冷却后重新浸没于上述金属盐溶液中,重复上述操作至活性组分的负载量以负载有TiO2-SiO2涂层的堇青石蜂窝陶瓷的质量计为2~20wt%,得到所述低温烟气SCR脱硝催化剂。
3.如权利要求2所述的低温烟气SCR脱硝催化剂,其特征在于所述步骤(2)中,所述的涂层浸渍液中硫酸氧钛和二氧化硅的物质的量之比为1:0.2~1.0。
4.如权利要求2所述的低温烟气SCR脱硝催化剂,其特征在于所述步骤(3)中,所述碱溶液为5~25wt%氨水。
5.如权利要求2所述的低温烟气SCR脱硝催化剂,其特征在于所述步骤(5)中,所述碱性溶液为0.1~2.0mol/L的碳酸铵溶液。
6.如权利要求1所述的低温烟气SCR脱硝催化剂的制备方法,其特征在于所述的方法包括以下步骤:
(1)取堇青石蜂窝陶瓷,浸入1~5wt%的硝酸溶液中进行表面活化,充分浸渍后取出,用去离子水冲洗后在80~150℃下干燥3~12小时,得到表面活化过的堇青石蜂窝陶瓷;
(2)10~60wt%的硫酸氧钛水溶液中加入5~30wt%的硅溶胶,得到涂层浸渍液,所述涂层浸渍液中硫酸氧钛和二氧化硅的物质的量之比为1.0∶0.2~1.0;
(3)将步骤(1)得到的表面活化过的堇青石蜂窝陶瓷完全浸没于步骤(2)得到的涂层浸渍液中,充分浸渍后取出,高压气流吹去残余的液体,在60~120℃干燥10~100分钟,得到干燥后的堇青石载体,将干燥后的堇青石载体完全浸没于5~25wt%的碱溶液中,所述碱溶液为氨水、氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液,浸渍10~60min后取出,高压气流吹去残余的液体,在60~120℃干燥3~10小时,然后重新浸没于上述涂层浸渍液中,重复上述操作至堇青石蜂窝陶瓷表面的涂层的负载量以堇青石蜂窝陶瓷的质量计为5~30wt%,最后在
400~650℃焙烧3~10小时,得到负载有TiO2-SiO2涂层的堇青石蜂窝陶瓷;
(4)取醋酸锰、硝酸铁、硝酸铈、硝酸锆和偏钨酸铵用去离子水配制成金属离子总浓度为0.1~1.0mol/L的金属盐溶液,所述金属盐溶液中,Mn、Fe、Ce、Zr、W的物质的量之比为
1.0∶0.1~2.0∶0.1~2.0∶0.02~1.0∶0.01~1.0;
(5)将步骤(3)得到的负载有TiO2-SiO2涂层的堇青石蜂窝陶瓷完全浸没于步骤(4)得到的金属盐溶液中,充分浸渍后取出,高压气流吹去残余的液体,自然风干后再在60~
120℃干燥10~100分钟,得到负载活性组分的催化剂前体,得到的负载活性组分的催化剂前体完全浸没于0.1~2.0mol/L的碳酸铵溶液中,浸渍10~30min后取出,高压气流吹去残余的液体,自然风干后再在80~110℃干燥1~10小时,然后在马弗炉400~750℃焙烧2~10小时,取出冷却后重新浸没于上述金属盐溶液中,重复上述操作至活性组分的负载量以负载有TiO2-SiO2涂层的堇青石蜂窝陶瓷的质量计为2~20wt%,得到所述低温烟气SCR脱硝催化剂。
7.如权利要求1所述的低温烟气SCR脱硝催化剂在烟气选择性催化还原脱硝中的应用。
8.如权利要求7所述的应用,其特征在于所述催化反应在气固反应装置上进行:取所述低温烟气SCR脱硝催化剂,置于反应管等温区,烟气进入反应管,在反应管内经催化剂作用进行选择性催化还原脱硝反应,所述的反应温度为100~220℃,反应空速为10000~-1
30000h 。