[发明专利]一种脱除二噁英的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱除二噁英的催化剂及其制备方法。

背景技术

二噁英又称二氧杂芑(qǐ)，无色无味，具有高亲脂性，进入人体后即积存在脂肪中。另外，它与土壤或其它颗粒物质之间也容易形成强键，一旦造成污染，极不容易清除，因此具有高度的持久性和累积性，并且可通过食物链的放大对人类造成严重的危害。

二噁英的毒性与氯原子取代的8个位置有关，人们最为关注的是2,3,7,8四个共平面取代位置均有氯原子的PCDD/Fs同系物，共有17种。其毒性最强的是2,3,7,8四氯代二苯并对二噁英，其毒性相当于氰化钾(KCN)毒性的1000倍，因此被称为地球上毒性最强的毒物。对于烟气中二噁英类污染物的处理技术，目前主要有吸附和催化氧化分解，吸附主要为活性炭吸附技术的原理是利用活性炭的吸附作用脱除二噁英，该方法属于物理吸附过程，未能降低吸附剂中二噁英的毒性，吸附剂和烟尘必须回收处理进行二次高温焚烧，如果处理不当易引起二次污染。因而催化氧化分解技术应运而生。

中国专利CN102068905B公开了一种脱除烟气中二噁英类物质的催化剂及其制造方法，包括将含有催化剂成分TiO₂、V₂O₅、WO₃的蜂窝式单体经草酸钒溶液浸渍后，再进行干燥和煅烧制得。中国专利CN103657638B公开了一种整体式二噁英脱除催化剂，是以30-600目蜂窝陶瓷为载体，其上涂覆由V₂O₅、WO₃和TiO₂ 组成的催化剂涂层而得；该催化剂为钒-钨-钛体系催化剂，对垃圾焚烧尾气中的HCl和SO₂有较好的抗中毒效果；以30-600目蜂窝陶瓷为载体，其规则的孔道对烟气粉尘有较好的适应能力，容易实现工业化和工程小型化，而且提供了较大的反应表面积，在烟气高空速下也能保持良好的反应效率，降低催化剂投入成本；用涂覆工艺使载体负载上催化活性成分，操作便捷，生产效率高；催化剂制备过程中通过加入无机造孔剂提高了空隙率，增大了反应物与催化活性成分的接触面积，提高了催化剂活性；通过加入无机粘结剂增加了涂层与载体的粘结性，提高了涂层牢固度；该催化剂于160-180℃条件下分解二噁英的转化率达到95%以上。以上两项技术的制造方式为催化剂整体成型后再经过浸渍法制得，其活性物质容易脱落，化学寿命较短。

申请号为CN105148948A的中国专利公开了一种可脱除二噁英的脱硝催化剂，包括以下质量百分比的组分：五氧化二钒0.6～1.8%，硫酸氧化钒6～8%，三氧化钨1～2%，玻璃纤维2～3%，聚丙烯酸纤维素1～2%和余量的载体，载体包括二氧化钛和碳纳米管，且二氧化钛和所述碳纳米管的质量比为1比1 ；还公开上述可脱除二噁英的脱硝催化剂的制备方法。该发明可脱除二噁英的脱硝催化剂，二噁英的脱除率在80%以上，氮氧化物脱除率高于90%，且催化剂的抗硫中毒效果好，满足实际使用要求。

中国专利CN103495417B公开了烟气脱硝脱二噁英特种陶瓷催化剂及其制备方法，由以下重量份比的原料制成：二氧化钛60%-90%，三氧化钨3%-9%，五氧化二钒0.1%-2%，二氧化硅1%-5%，过渡金属 0.1%-2%，玻璃纤维3%-10%，余量为成型剂。步骤为将原料混合均匀；进行冷却处理后，经过预挤出，挤出，湿切，干燥后煅烧得到产品。该发明具有脱硝和脱二噁英性能，通体具有活性；脱硝效率高、SO₂ /SO₃转化率低、氨逃逸率低、耐磨损、强度高，化学寿命长；适应温度范围宽等优点，但其脱除二噁英的性能并不明显。

催化氧化分解是把二噁英类污染物彻底分解成CO₂，H₂O，与HCl等无机小分子，从而达到脱除的目的，而发展催化氧化分解技术的核心为催化剂，故如何制备可降解二噁英类污染物催化剂是亟待解决的问题。本发明由此产生。

发明内容

针对现有技术的上述技术问题，本发明提供了一种脱除二噁英的催化剂及其制备方法，以VO_x、CeO_x、MnO_x和WO_x作为活性物质，形成多元的金属原子簇，降低反应发生所需要的活化能，增加脱除二噁英效率，高质量蒙脱石的加入，提高了催化剂的耐磨性、抗压强度等机械性能。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：