[发明专利]催化剂及其制备方法和利用所述催化剂的烟气脱硝工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于烟气脱硝的催化剂，所述催化剂的制备方法和利用所述催化剂进行烟气脱硝的工艺，更具体而言，涉及一种含硫酸亚铁的催化剂及其制备方法和利用所述催化剂从烟气中脱除氮氧化物的干法流化床脱硝工艺。

背景技术

众所周知，排入大气中的各种工业烟气所含的NO_X，主要是NO和NO₂，对人体健康和人类居住环境造成巨大伤害。针对工业排放烟气中的NO_X脱除，人们采用了各种办法。

选择性催化还原(SCR)脱硝技术是广泛采用的脱硝技术之一。在SCR脱硝技术中，催化剂以固定床的形式放置在烟道中，在催化剂床层之前，NH₃被喷入烟气中，烟气流经固定催化剂床层时，NH₃与NO在催化剂上反应生成N₂，实现脱硝。SCR脱硝技术一般采用固定床反应器，因此，要求催化剂在大空速条件下具有极高的催化效率，并且具有极好的抗污染能力以抵御SO₂，H₂O的不利影响。同时还需要具有良好的抗热冲击和机械强度性能，因此，使得SCR催化剂的寿命短、运行不稳定、系统的整体造价较高。

SCR脱硝技术一般采用满足上述要求的V₂O₅类催化剂进行脱硝，而V₂O₅类催化剂非常昂贵，从而进一步增加了成本。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。

为此，根据本发明的一个方面，提出一种廉价易得的、可弃置、对环境不造成二次损害的催化剂。

根据本发明第一方面的催化剂包括作为活性成分的硫酸亚铁，和担载所述硫酸亚铁的载体。

根据本发明实施例的催化剂还具有如下附加技术特征：

所述载体是从包括流化催化裂化废弃催化剂，凹凸棒土，高岭土，天然沸石，工业沸石的组中选择的。所述载体与所述硫酸亚铁的重量比为2∶1。所述载体的粒度为50-1000μm，优选为450-600μm。

根据本发明的另一方面，提出一种制备根据本发明第一方面所述的催化剂的方法。

根据本发明另一方面的催化剂制备方法包括：将硫酸亚铁与载体加入到溶剂中；在溶剂中浸泡硫酸亚铁和载体预定长的时间以便使硫酸亚铁被担载到载体上；从溶剂中过滤出担载了硫酸亚铁的载体；烘干滤出的担载了硫酸亚铁的载体。

根据本发明实施例的催化剂制备方法还具有如下附加技术特征：

所述载体是从包括流化催化裂化废弃催化剂，凹凸棒土，高岭土，天然沸石，工业沸石的组中选择的。

所述溶剂是从包括水，甲醇，乙醇，弱酸水，甲醇的水溶液，乙醇的水溶液的组中选择的。

所述载体与所述硫酸亚铁的重量比为2∶1。

所述烘干是在温度为190℃的条件下进行的。

根据本发明的再一方面，提出一种利用根据本发明第一方面所述的催化剂的烟气脱硝工艺。

根据本发明再一方面的烟气脱硝工艺包括：将脱硝还原剂加入到烟气流中；和使脱硝还原剂和烟气流通过流化床反应器以便去除烟气中的硝，其中所述流化床反应器内具有根据本发明第一方面所述的催化剂。

根据本发明实施例的烟气脱硝方法还具有如下附加技术特征：

脱硝还原剂是从包括氨、含有氨的物质、和可形成氨的物质的组中选择的。

在流化床反应器内去除烟气内的硝在300℃-500℃的条件下进行。

在流化床反应器内去除烟气内的硝是在420℃的温度条件下进行的。

所述流化床反应器内的烟气流速度为1～20m/s。

对从流化床反应器内排出的脱除了硝的烟气进行气固分离，以便从烟气中分离出夹带的固体物质，其中所述固体物质包括催化剂和灰尘。

根据本发明的述脱硝工艺进一步包括：将气固分离出的固体物质的一部分返回到流化床反应器内，以便循环利用固体物质中的催化剂。

所述气固分离包括：对从流化床反应器内排出的脱除了硝的烟气进行惯性分离；和对经过惯性分离的烟气进行电除尘。

根据本发明的上述脱硝工艺进一步包括检测分离出的固体物质中的催化剂的含量，其中当催化剂在分离出的固体物质中的含量大于10％(重量百分比)时，将固体物质的一部分返回到流化床反应器内。

与现有技术相比，本发明至少具有下列优点之一：

根据本发明的由载体担载的硫酸亚铁催化剂，大大提高了作为活性成分的硫酸亚铁的比表面积和机械强度、且廉价、易得、寿命长、可弃置。