氮氧化物（NOx）是我国主要的大气污染物之一，以燃煤电站为主的固定源排放是大气中氮氧化物形成的最重要来源。NOx不仅能够引起酸雨、光化学烟雾和臭氧层破坏等多种环境问题，而且还严重的危害着人体健康和地球的生态环境。以NH₃作为还原剂的选择性催化还原法（SCR）是目前工程应用最多的燃煤电厂烟气脱硝技术，而SCR脱硝催化剂的制备是该技术的核心。低温NH₃-SCR技术可将SCR反应器布置于除尘脱硫之后，避免烟尘和SO₂的毒害作用，且该技术具有实用性强、高效和易于推广等优点。因此，研制开发低温高效、性能稳定的SCR低温催化剂成为该技术研究领域当前研究的热点。选择合适的低温催化剂是SCR法中最关键的部分，MnO_x中含有大量的晶格氧，有利于氧化还原反应的进行。Mn被认为具有非常突出的低温催化特性，并且诸多研究结果表明复合型的催化剂比任何一种单一组分的效果都好。在实际应用中，为了提高MnO_x催化剂的脱硝活性，往往将其负载于其他金属氧化物表面，形成MnO_x/TiO₂、MnO_x/Al₂O₃等。因此，研究开发一种高性能的Mn系催化剂具有重要意义。本文首先针对低温Mn系催化剂载体的制备条件进行优化。采用溶胶-凝胶法制备MnO_x/γ-Al₂O₃和MnO_x/TiO₂，通过催化剂表征和脱硝实验筛选出适合负载MnO_x的催化剂载体。分析测试表征结果发现，MnO_x/γ-Al₂O₃和MnO_x/TiO₂催化剂的物化特性各有优势，但脱硝实验也进一步证明低温条件下TiO₂更适合作为MnO_x催化剂的载体。其次，根据实验设定，制备三组Mn系催化剂，分别用于考察MnO_x活性成分的负载量（Mn/Ti=0.2、0.3、0.4、0.5）、焙烧温度（450℃、500℃、550℃、600℃）、添加不同助剂（Ce、Cu、Fe、Ni）等制备条件对MnO_x/TiO₂催化剂表面性能和脱硝活性的影响。结果表明：在整个反应温度区间中，当Mn/Ti比为0.4时，催化剂的表面性能及脱硝效率均最佳；500℃为Mn系催化剂最佳的焙烧温度；在助剂掺杂过的催化剂中，MnO_x-Ce/TiO₂催化剂表现尤为突出，因此过渡金属掺杂的Mn系列复合氧化物具有广阔的研究前景。最后，结合自制的新型流态化反应器进行脱硝实验，并对不同的工况条件进行筛选，同时对流态化反应器的反应动力模型进行初步研究。实验设定不同操作温度、操作流量和O₂浓度等条件下进行催化剂脱硝效率评价实验，其结果将对催化剂SCR反应条件进行进一步的优化。首先，Mn系催化剂有着良好的低温活性，当反应温度达到180℃时，可以发现催化剂的活性渐渐达到最佳状态；模拟烟气入口处气体流量越小，催化剂对NO的转化率越大。气体总流量为800ml/min时，催化剂的脱硝效率能达到93.8％。在O₂浓度低于800ppm时，O₂对催化剂的脱硝活性有显著影响；但当O₂浓度高于800ppm后，O₂浓度的影响可以忽略。