[发明专利]一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法和使用方法

说明书

本发明涉及一种脱硫脱硝催化剂及其制备方法，该脱硫脱硝催化剂包括复合载体以及负载在所述复合载体上的活性组分，所述复合载体由质量比为10:1‑3的凹凸棒石粘土与分子筛和活性炭组成，所述活性组分为五氧化二钒和氧化铁；凹凸棒石粘土与分子筛和活性炭在醋酸水溶液中混匀、成型、干燥、焙烧得到复合载体，复合载体在NH₄VO₃和Fe(NO₃)₃的混合水溶液中浸渍，经干燥、焙烧后得到脱硫脱硝催化剂。该催化剂生产简单、成本低廉，能够高效脱硝。

技术领域

本发明涉及一种脱硫脱硝催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物，是造成酸雨和光化学烟雾的主要根源。由燃煤引起的的污染是我国城市大气的主要污染来源，全国SO₂排放量的90％和NO_x排放量的70％均来自燃煤。因此，减少SO₂和NO_x排放量的关键是控制燃煤烟气中SO₂和NO_x的产生及排放，而烟气脱硫脱硝一体化技术是目前控制SO₂和NO_x排放的最有效手段之一。

凹凸棒石黏土是一种廉价的天然铝镁硅酸盐矿物，具有独特的纤维状晶体结构及优越的胶体、吸附、催化和充填等物化性能，在环境保护、化工、轻工、农林、建材等多个领域均有极其广泛的应用。凹凸棒石粘土具有大的比表面积和较好的吸附活性，其结构中的Mg²⁺、Al³⁺很容易被其它金属离子交换，形成活性位，是一种很好的吸附剂和载体。凹凸棒石粘土，与活性炭、沸石等常见的脱硫脱硝吸附剂相比，凹凸棒石粘土的比表面积较小，分散性也较差，因此有必要对凹凸棒石粘土载体进行改良，提高相应的催化剂对烟气脱硝效果。

到目前为止以凹凸棒粘土、分子筛和活性炭为复合载体负载活性金属氧化物氧化铁和五氧化二钒在烟气同时脱硫脱硝技术中的应用研究国尚未见报道。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种适宜工业燃煤锅炉烟气同时脱硫脱硝的催化剂，该催化剂生产简单、成本低廉、且具有高活性，可解决现有烟气脱硫脱硝装置脱硫脱硝率低、设备投资和运行费用高等问题。

本发明一种脱硫脱硝催化剂，包括复合载体以及负载在所述复合载体上的活性组分，所述复合载体由凹凸棒石粘土、分子筛和活性炭组成，其中分子筛和活性炭的总质量与凹凸棒石粘土的质量比为10:1-3，所述活性组分由五氧化二钒和氧化铁组成。

进一步的，所述催化剂中复合载体与活性组分质量比为3-23:1。

进一步的，所述复合载体上还负载有助催化剂，所述催化剂中助催化剂的质量百分数为0.1-5％。

进一步的，所述助催化剂为氧化镍或氧化钴中的一种或两种。

本发明的一种脱硫脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将粒径为45-60μm的凹凸棒石粘土粉中添加稻壳制备的活性炭和NY分子筛，两者的加入总质量于凹凸棒石粘土的质量比为1-3:10，混合均匀后加入适量的醋酸溶液搅拌成糊状，放入成型机中成型，经干燥、焙烧，得到复合载体；

(2)将步骤(1)中得到的复合载体放入NH₄VO₃和Fe(NO₃)₃的混合水溶液中，采用等体积浸渍3-7小时后，优选4-6小时，在50-70℃干燥2-3小时，然后在90-110℃干燥5-6小时后，于氮气保护和200-400℃条件下焙烧2-3小时，优选200-300℃，得到脱硫脱硝催化剂。

进一步的，步骤(1)中，在90-110℃下干燥4-6h。