[发明专利]一种二元脱硝抗硫催化剂复合滤料的制备方法

说明书

本发明提供了一种二元脱硝抗硫催化剂复合滤料的制备方法。以经过表面活性剂处理的聚苯硫醚滤料为载体，KMnO₄和MnSO₄·H₂O和(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O为催化剂前驱体，以去离子水为溶剂，通过高温高压水热法制得复合型滤料。本发明由于采用二元脱硝抗硫催化剂，比单组分催化剂更好的脱硝抗硫性能，而且采用高温高压水热的方法，有利于催化剂在聚苯硫醚滤料表面的生成和负载，催化剂的负载量大于5mg/cm²时都可获得较好的脱硝性能。本发明反应合成方法快速和操作简单，制得的复合滤料适用于除尘剂和脱硝剂。

技术领域

本发明属于功能性复合滤料技术领域，特别涉及到制备一种二元脱硝抗硫催化剂复合滤料的制备方法。

背景技术

我国是一个缺油、少气、富煤的国家，煤炭是我国的主要能源，煤炭原料的燃烧会产生大量的污染物，空气污染物中87%的二氧化硫（SO₂），71%的一氧化碳（CO），67%的氮氧化物（NO_x）和60%的烟尘均来源于煤炭原料的燃烧。一大部分污染物是氮氧化合物，NO_x已与SO₂、CO齐名，成为造成空气污染的主要污染源之一，主要包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO₂）和一氧化二氮（N₂O），其中NO占了90-95%，NO₂占5-10%，而N₂O仅有1%左右。空气中的NO_x对人类健康和生态环境均有严重的危害。NO是无色无味的气体，其与血红蛋白中的氧结合能力很强，会严重影响血液的输氧能力并刺激人的眼睛、呼吸器官等，严重时会诱发细胞癌变。另外，NO还容易在空气中自发的被氧化成NO₂，从而造成更严重后果。

另一部分污染物是硫化物，最终燃煤烟气中硫元素以SO₂形态存在。SO₂是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶解于人体的血液和其他黏性液。大气中的SO₂会导致呼吸道炎症、支气管炎、肺气肿、眼结膜炎症等。同时还会使青少年的免疫力降低，抗病能力变弱。 SO₂在氧化剂、光的作用下，能生成硫酸盐气溶胶，硫酸盐气溶胶能使人致病，增加病人死亡率。根据经济合作发展组织（OECD）的研究 ，当硫酸盐年浓度在10μg/m³ 左右时，每减少10%的浓度能使死亡率降低0.5%； SO₂还能与大气中的飘尘黏附，当人体呼吸时吸入带有SO₂的飘尘，会使SO₂的毒性增强。研究表明，在高浓度的SO₂的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度SO₂的影响下，植物的生长机能受到影响，造成产量下降，品质变坏。

目前用来处理吸收电厂燃煤锅炉和垃圾焚烧所产生的废气主要选用滤料，其中聚苯硫醚（PPS）滤料是目前电厂燃煤锅炉和垃圾焚烧滤袋上的首选材料，因其具有耐高温、抗水解、高阻燃、耐酸碱的优异性能。然而，商用催化剂的温度窗口在300-400℃的高温区域，远高于聚苯硫醚滤料的使用温度（170℃左右）；另外，聚苯硫醚惰性的分子结构也使其表面很难固定住催化剂颗粒。因此，研究和开发低温高效的二元脱硝抗硫催化剂及其与滤料的复合技术成为的研究重点。

已商业化的钒钛体系催化剂起活温度高（>300℃），难以在烟气处理系统末端应用，且安装运行费用较高。因此，经济性高且适用于末端处理的低温SCR技术成为研究人员关注的热点。无载体Mn-MoO_x催化剂在许多文献中记录的其在低温中高效的脱硝效率，其脱硝能力在120℃时NOx可几乎完全转化为N₂是脱硝处理的首选，但还没有合适的技术将其成功的应用于滤料上。因此本专利突破性的运用高温高压水热法将其负载在滤料上。

发明内容