[发明专利]低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了提供一种低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂及其制备方法，所述催化剂为蜂窝状催化剂，以偏钛酸、硫酸化坡缕石为载体，以铜氧化物、锰氧化物、钒氧化物为活性组分，以稀土金属氧化物为活性助剂。本发明催化剂可实现80～300℃低温协同脱硝脱二噁英脱汞，在本发明催化剂的作用下，NOx和二噁英选择性催化还原为N₂、HCl和CO₂、CO；产生的HCl可作为脱汞的助剂，单质汞和CO、烃、烯被彻底氧化生成氯化汞和CO₂；本发明催化剂脱硝效率95%以上，脱二噁英和脱汞效率90%以上。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂及其制备方法。

背景技术

随着国家经济快速发展，我国以NOx和二噁英、单质汞为特征的区域性大气污染问题日益突出。氮氧化物是造成雾霾的重要原因，会引起酸雨、光化学烟雾现象。二噁英是一种致癌物，接触二噁英能引起严重的生殖和发育问题，影响免疫系统和扰乱激素水平的调节。单质汞蒸气具有高度的扩散性和较大的脂溶性，通过呼吸道进入肺泡，经血液循环运至全身，血液中的金属汞进入脑组织后，被氧化成汞离子，逐渐在脑组织中积累，达到一定的量，就会对脑组织造成损害。

国家对大气环境污染物的治理标准越来越严格，烟气污染物的成分复杂，加大了净化工作的难度，多污染物的联合脱除是今后烟气治理的主流发展方向。而目前脱硝、脱二噁英和脱汞反应器都是独立的，需要脱硝、脱二噁英和脱汞3种催化剂，且催化剂价格昂贵，成本较高。

另外，国外内已开展垃圾焚烧锅炉的烟气脱除，发现垃圾焚烧烟气脱除的催化剂失活速率比燃煤电厂快。垃圾焚烧烟气中含有不完全燃烧产物，包括CO、炭黑、烃、烯等、粉尘、酸性气体、重金属铅、砷单质等，容易造成催化剂中毒失活。因此，开发适用于垃圾焚烧锅炉烟气的催化剂非常重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂及其制备方法，本发明催化剂可实现80～300℃低温协同脱硝脱二噁英脱汞，在本发明催化剂的作用下，NOx和二噁英选择性催化还原为N₂、HCl和CO₂、CO；产生的HCl可作为脱汞的助剂，单质汞和CO、烃、烯被彻底氧化生成氯化汞和CO₂；本发明催化剂脱硝效率95%以上，脱二噁英和脱汞效率90%以上。

为实现上述目的，本发明提供一种低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂，所述催化剂为蜂窝状催化剂，以偏钛酸、硫酸化坡缕石为载体，以铜氧化物、锰氧化物、钒氧化物为活性组分，以稀土金属氧化物为活性助剂；

所述铜氧化物为氧化铜、氧化亚铜、二氧化铜中的一种或几种；

所述锰氧化物为一氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰中的一种或几种；

所述钒氧化物为二氧化钒、三氧化二钒、五氧化钒中的一种或几种；

所述稀土金属氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化钇中的一种或几种。

优选的，所述催化剂中载体的质量百分含量为76～91%，活性组分的质量百分含量为8～20%，活性助剂的质量百分含量为1～4%。

优选的，所述硫酸化坡缕石通过如下方法制得：将坡缕石投入0.1～0.5mol/l的硫酸溶液或硫酸铵溶液，固液比为3～5，于70～90℃以150～200rad/min搅拌反应2～4h，过滤后于90～100℃干燥得到硫酸化坡缕石。

本发明还提供上述低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1）球磨活性组分：将活性组分铜氧化物、锰氧化物、钒氧化物置入球磨机中球磨1～3h，再加入活性助剂稀土金属氧化物继续球磨3～6h，直到粒度d90≤15μm；