[发明专利]一种脱硝脱汞催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其涉及一种脱硝脱汞催化剂及其制备方法，属于大气污染控制领域。

背景技术

随着我国工业的发展，能源供需量越来越大，目前主要通过煤炭燃烧获取能源，而在这一过程中释放的烟气里大量地存在氮氧化物和汞。由于其对人体和动植物的长远性危害，因此引起世界范围内的高度重视。

我国于2011年7月颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中设定了燃煤锅炉烟气中氮氧化物和汞的排放标准。2013年10月，包括中国在内的92个国家和地区签署了《水俣公约》，它将于2016年生效，因此我国今后将在氮氧化物和汞的脱除方面面临空前巨大的压力。目前国内大多数燃煤锅炉已安装静电除尘装置、烟气脱硫装置，如果再加装单独的脱硝和脱汞控制设备，整体运行将产生相互干扰，使技术难度大幅度增加，在经济上也具有不可行性。因此，研究开发出一种高活性的脱硝脱汞催化剂成为了科研工作者急需解决的重大难题之一。

近几年，虽然出现了一些关于一体化脱硝脱汞的SCR催化剂配方，但由于成型技术及一体脱除活性等方面的限制，阻碍其大范围的应用。于2012年10月3日公布的中国专利申请公布号CN102698753A公布一种用于汞氧化的催化剂、其制备方法及其用途，于2013年5月8日公布的中国专利申请公布号CN103084165A公布一种用于氧化燃煤烟气中零价汞的脱汞催化剂及其制备方法，所述催化剂虽然对汞具有较好的氧化效果，但脱硝效果不佳；于2011年10月19日公布的中国专利申请公布号CN102218266A公布一种催化氧化煤燃烟气中单质汞的方法，其中所述催化剂虽然脱硝催化活性高，但对汞的氧化效果不尽人意，限制了其大范围的应用。因此，利用现有SCR基础设施，制备出高活性的脱硝脱汞SCR催化剂来降低烟气中NO_x和Hg的含量成为研究热点。

发明内容

鉴于背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种脱硝脱汞催化剂及其制备方法，其可同时进行燃煤烟气中氮氧化物脱除和对单质汞的吸附和氧化。

鉴于背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种脱硝脱汞催化剂及其制备方法，其稳定性好，机械加工性能优异，加工成型后具有较高的强度和耐磨性能；能够满足燃煤烟气脱硝除汞的要求。

为了实现本发明的目的，在本发明的第一个方面，本发明提供一种脱硝脱汞催化剂，其包括活性物质、载体、助剂、粘结剂和辅助成分；其中活性物质为K₂TaF₇和NiO，载体为TiO₂或Al₂O₃，助剂为R_xO_y，粘结剂为环氧树脂，辅助成分为活性碳纤维，其中R为Fe、Zr、Cu、W、Mo中的一种或几种。

为了实现本发明的目的，在本发明的第二个方面，本发明提供一种脱硝脱汞催化剂的制备方法，其包括以下步骤：步骤一：将K₂TaF₇溶解于45～50℃的水中，充分溶解后，将其加入到78～90wt％的载体中，混匀得到混合物；步骤二：将NiO溶解于10～20g氨水中，充分溶解后，将其加入到步骤一得到的混合物中，混匀；步骤三：将0％～3wt％的R_xO_y加入到步骤二的体系中，混匀；步骤四：将1～4wt％的活性碳纤维制成粉末后，加入到步骤三所制备的混合体系中；步骤五：在步骤四的体系中加入0.1～1wt％的环氧树脂粘合剂，搅拌，使其均匀的分散在整个混合体系中，置于室温下陈化24～48h得到陈化后的混合料；将陈化后的混合料采用涂敷方法，将其均匀涂敷于空隙大小均匀的钢网上，得到板式的初级样品；置于马弗炉中，在500～600℃热处理2～3h，即可得到K₂TaF₇-NiO-R_xO_y/TiO₂或K₂TaF₇-NiO-R_xO_y/Al₂O₃一体化的脱硝脱汞催化剂。

通过以上技术方案，本发明的有益效果如下：

用K₂TaF₇和NiO共同作为活性物，在300～400℃之间具有很高的脱硝活性和对单质气态Hg的氧化性能较高；

以过渡金属的氧化物作为助剂，可以有效的提升脱硝脱汞效率；