本发明属于脱硝催化剂领域，特别涉及一种圆柱形蜂窝式低温scr脱硝催化剂及其制备方法。
背景技术：
随着工业的发展，工业生产中排放的污染性废气对环境的威胁越来越大，大气主要污染物氮氧化物是光化学烟雾的重要成因，氮氧化物不但引起城市能见度的下降，而且导致居民的呼吸道疾病增多，因此，对氮氧化物的控制迫在眉睫。
大气中的氮氧化物主要来源于火电厂烟气和工业窑炉烟气，目前主要采用v-w-ti系或v-mo-ti系脱硝催化剂对上述烟气进行脱硝处理，前述催化剂的使用温度为380～440℃。为了满足催化剂适用温度，目前发电厂的脱硝装置主要采用高尘布置，即脱硝装置设置在烟气未除尘之前的高温段。但火电厂烟气粉尘中含有一些重金属和微量剧毒有机物，在烟气脱硝过程中，烟气中的粉尘会吸附聚集和冲刷催化剂的表面，造成催化剂的孔道堵塞，粉尘中的有毒物质会引起催化剂中毒失活，导致催化剂的使用寿命降低。而对于粉尘中有毒物质的处理，国家又有严格的限制，这又导致失活催化剂的再生、废弃催化剂的处理都成为难题。若将脱硝装置采取尾端布置，则可以在很大程度上减少含有毒物质的粉尘在催化剂表面聚集，减少其对催化剂的冲刷磨损、堵塞，延长催化剂的使用寿命。但火电厂尾端烟气排放温度仅为150～200℃，若脱硝装置采取尾端布置，由于该温度未达到v-w-ti系或v-mo-ti系脱硝催化剂的适用温度，因此在脱硝时必须对烟气进行升温，导致脱硝成本增加，能源浪费。
技术实现要素：
本发明针对上述问题，提供一种圆柱形蜂窝式低温scr脱硝催化剂及其制备方法，该脱硝催化剂的活性窗口位于100～250℃之间，在该温度区间对烟气的脱硝效率可达到80％以上，该脱硝催化剂特别适合用于火电厂尾端排放烟气及工业窑炉烟气的脱硝处理。
按照本发明提供的技术方案，一种圆柱形蜂窝式低温scr脱硝催化剂，其特征在于，所述催化剂由如下重量百分比的组分制备而成：
去离子水：30～40wt％；
粉末状活性炭：15～25wt％；
硫酸铁：5～15wt％；
硫酸锰：5～13wt％；
硫酸铜：5～10wt％；
硝酸铈：2～8wt％；
羧甲基纤维素钠和玻璃纤维的混合物：5～10wt％。
所述羧甲基纤维素钠和玻璃纤维的混合物由65wt％羧甲基纤维素钠、35wt％玻璃纤维组成。
本发明进一步提出了上述的一种圆柱形蜂窝式低温scr脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将配方量的可溶性的硫酸铁、可溶性的硫酸锰、可溶性的硫酸铜和可溶性的硝酸铈加入配方量的去离子水中配成混合溶液；
(2)将配方量的粉末状活性炭加入到上述混合溶液中，恒温搅拌，将搅拌后的混合物放入超声波发生器中进行超声浸渍，向浸渍后的混合物中加入配方量的羧甲基纤维素钠和玻璃纤维的混合物形成浆料；
(3)将堇青石陶瓷蜂窝载体放入步骤(2)配好的浆料中，然后进行超声浸渍；
(4)将浸渍后的堇青石陶瓷蜂窝载体放入微波炉中进行烘干；
(5)重复步骤(3)和步骤(4)4～5次后将堇青石陶瓷蜂窝载体放入马弗炉中煅烧然后自然冷却即制成催化剂。
其中，步骤(2)中，恒温搅拌采用磁力搅拌，条件为：搅拌温度30～60℃，搅拌时间0.5-1.5h。
步骤(2)中，超声浸渍的条件为：超声波功率为200～600w，频率为20～40khz，浸渍时间为2～6h。
优选地，步骤(3)中，超声浸渍的条件为：超声波功率200～600w，频率为20～40khz，浸渍时间为5～6h。
步骤(4)中，烘干功率为100～800w，烘干时间5～30min。
步骤(5)中，所述煅烧温度为400～600℃，煅烧时间5～7h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供了一种蜂窝式低温scr脱硝催化剂，该催化剂的起活温度低，活性窗口较宽，长期使用催化活性稳定，再生重复使用的催化活性仍然能保持在较高水平，对no的转化率最高可恢复到98％以上，抗水抗硫性以及抗水热老化性能优异，因此，本催化剂能够大大降低脱硝的运行成本。
2、本发明催化剂的活性窗口位于100～250℃之间，在该温度区间对烟气的脱硝效率可达到80％以上，因此本发明所述scr脱硝催化剂特别适合用于火电厂尾端排放烟气及工业窑炉烟气的脱硝处理。
3、本发明所述方法的生产工艺简单、生产成本低，有利于实现工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
下述实施例中使用的试剂均为常规试剂，其中，使用的堇青石陶瓷蜂窝载体，其由北海市辉煌朗洁环保科技(集团)公司生产，600孔/平方英。
实施例1催化剂a1的制备。
将硫酸锰、硫酸铁、硫酸铜、硝酸铈溶于50ml去离子水中，配成混合溶液，向该溶液中加入20g粉末状活性炭，控制金属元素与粉末状活性炭的质量比mn∶fe∶cu∶ce∶粉末状活性炭＝8∶2∶6∶4∶100。首先使用磁力恒温搅拌器40℃下恒温搅拌1h，将样品放入超声波发生器中进行超声波浸渍，超声波功率为300w，频率为30khz，浸渍时间为2h。而后加入15g羧甲基纤维素钠和玻璃纤维的混合物配成浆料，羧甲基纤维素钠和玻璃纤维的混合物组成为：65wt％羧甲基纤维素钠、35wt％玻璃纤维组成。搅拌后将堇青石陶瓷蜂窝载体放入浆料中以上述超声波参数浸渍5h，然后将浸渍后的堇青石陶瓷蜂窝载体放入微波炉中进行烘干，微波功率为350w，烘干时间为15min，将堇青石陶瓷蜂窝载体重复浸渍烘干4～5次，最后在马弗炉中以450℃煅烧5h后自然冷却，即制得催化剂，记为a1。
实施例2催化剂a2的制备。
将硫酸锰、硫酸铁、硫酸铜、硝酸铈溶于50ml去离子水中，配成混合溶液，向该溶液中加入20g粉末状活性炭，控制金属元素与粉末状活性炭的质量比mn∶fe∶cu∶ce∶粉末状活性炭＝8∶3∶6∶8∶100。首先使用磁力恒温搅拌器40℃下恒温搅拌1h，将样品放入超声波发生器中进行超声波浸渍，超声波功率为300w，频率为30khz，浸渍时间为2h。而后加入15g羧甲基纤维素钠和玻璃纤维的混合物配成浆料，羧甲基纤维素钠和玻璃纤维的混合物组成为：65wt％羧甲基纤维素钠、35wt％玻璃纤维组成。搅拌后将堇青石陶瓷蜂窝载体放入浆料中以上述超声波参数浸渍5h，然后将浸渍后的堇青石陶瓷蜂窝载体放入微波炉中进行烘干，微波功率为350w，烘干时间为15min，将堇青石陶瓷蜂窝载体重复浸渍烘干4～5次，最后在马弗炉中以450℃煅烧5h后自然冷却，即制得催化剂，记为a2。
实施例3催化剂a3的制备。
将硫酸锰、硫酸铁、硫酸铜、硝酸铈溶于50ml去离子水中，配成混合溶液，向该溶液中加入20g粉末状活性炭，控制金属元素与粉末状活性炭的质量比mn∶fe∶cu∶ce∶粉末状活性炭＝8∶6∶2∶6∶100。首先使用磁力恒温搅拌器40℃下恒温搅拌1h，将样品放入超声波发生器中进行超声波浸渍，超声波功率为300w，频率为30khz，浸渍时间为2h。而后加入15g羧甲基纤维素钠和玻璃纤维的混合物配成浆料，羧甲基纤维素钠和玻璃纤维的混合物组成为：65wt％羧甲基纤维素钠、35wt％玻璃纤维组成。搅拌后将堇青石陶瓷蜂窝载体放入浆料中以上述超声波参数浸渍5h，然后将浸渍后的堇青石陶瓷蜂窝载体放入微波炉中进行烘干，微波功率为350w，烘干时间为15min，将堇青石陶瓷蜂窝载体重复浸渍烘干4～5次，最后在马弗炉中以450℃煅烧5h后自然冷却，即制得催化剂，记为a3。
活性检测如表1所示。
反应条件：含尘量15mg/nm3，风量5000nm3/h，no含量600ppm，nh3含量425ppm，so2：含量800ppm，h2o含量15％，o2含量16％，n2为平衡气。
表1烟气scr脱硝催化剂的活性检测结果
由上表可知，在反应温度100～150℃的条件下，根据本发明方法制备的scr脱硝催化剂具有良好的脱硝效率。