[发明专利]一种烟气脱硝用SCO脱硝催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种烟气脱硝用SCO脱硝催化剂，由以下质量百分含量的原料制成：制油污泥97％～99％，锰的氧化物1％～3％，所述制油污泥为豆油制造厂污水处理后污泥。另外，本发明还公开了该SCO脱硝催化剂的制备方法以及应用该SCO脱硝催化剂催化烟气脱硝的方法。本发明该SCO催化剂在低温环境下拥有很好的低温活性，在反应温度为150℃时，制备的催化剂的脱硝率最高可达92％；相对现在工业应用的催化剂钒系、铂系、钨系催化剂，其脱硝率高，重要的是在140℃～160℃低温度范围拥有高催化活性，大大降低了对设备的要求；而现在工业应用的催化剂大多使用范围为350℃左右才具有高催化活性。

技术领域

本发明属于脱硝催化剂技术领域，具体涉及一种烟气脱硝用SCO脱 硝催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

氮氧化物是造成大气污染的主要污染物之一，污染大气的化合物主要 是NO和NO₂，氮氧化物的排放会给人类、植物乃至全球自然环境带来严 重的危害。氮氧化物治理技术主要是对已经形成的氮氧化物废气进行治 理，目前国内外采用的烟气脱硝技术，其方法分为干法和湿法两大类。干 法主要包括选择性催化还原(SCR)法、选择性非催化还原(SNCR)法、 吸附法等，湿法脱氮的方法主要有液体吸收法和选择性催化氧化(SCO) 吸收法。

选择性催化还原法和选择性非催化还原法，这两种方法脱硝效率均可 达到90％以上，但反应温度均为550℃～800℃高温，大大增加了工业成本。 吸附法吸附剂的吸附容量有限，投入工业中使用时有很大需求量，且再生 频繁，在大型排放源的应用中受到限制。液体吸收法在燃煤锅炉烟气中， 由于烟气中的氮氧化物大部分都是以NO的形态存在，而NO不太溶于吸 收液，导致吸收效率不高。

选择性催化氧化吸收法，是指在120℃～300℃低温环境下，催化剂先 利用烟气中的氧气将NO部分地氧化成NO₂，使其氧化度(NO₂/NO_X)达 到50％～60％(此时吸收效率最高)，再用湿法脱硫的吸收剂吸收，实现 湿法同时脱硫脱氮，并且利用氮氧化物和硫氧化物的自氧化还原作用生成 硫酸铵等有价值的副产品。由于该法反应温度要求低，故投资成本低，运 行费用少，配合着下游的湿法吸收工艺，处理效率可达99％以上，且能产 生经济效益，并能够同时脱硫脱硝，减少净化流程和费用，将是最具价值 的烟气净化技术。

在选择性催化氧化吸收法中，催化剂的催化作用是烟气脱硝技术的关 键环节，其质量的优劣决定了烟气脱硝效率的高低。目前，应用于烟气脱 硝的催化剂主要有贵金属催化剂、分子筛催化剂和金属氧化物催化剂等。 贵金属催化剂在催化还原过程中对氨的氧化具有较高的活性，但在选择催 化还原过程中还原剂消耗量大，运行成本高，且易发生硫中毒和氧抑制等。 分子筛催化剂在中高温区域的活性高，且活性温度区间较宽，但水抑制、硫中毒及低温活性低等问题限制了其工业应用。

金属氧化物催化剂主要包括单金属氧化物、负载的金属及金属氧化物 和钙钛矿型复合氧化物，虽然具有良好催化吸收作用，但是使用成本相对 较高。还有，由于一些金属活性组分只有在特定情况下才会有很好的催化 活性，比如负载的Mn在低温环境下拥有很好的催化活性，但在烟气中如 果有二氧化硫的存在催化效率会很低，因为二氧化硫会使得大部分的金属 氧化物失活。

综合上述，选择价格低廉、具有大量孔隙结构的载体，并在其上负载 金属活性组分制备出的金属负载型低温催化剂具有很重要的研究意义。

制油污泥是豆油制造厂污水处理后的污泥，具有非常丰富的孔结构以 及很大的比表面积，能够在脱硝反应中充分吸附氮氧化物并能使金属活性 组分充分分布，制油污泥作为催化剂表面拥有较多的活性位点和很好的稳 定性。另外，与一般的城市污泥相比，其拥有C/N小、含水量低、硬度大 且刺激性气味小等优点。近年来很多学者一直关注城市污泥的处理，因此 忽视了对于农作物产品制油过程中产生的油品污泥。为此，现有技术中一 般不会将制油污泥作为制备催化剂的原料来制备烟气脱硝催化剂。

发明内容