[發明專利]一種應用V2O5/炭材料催化劑脫除煙氣中汞的方法

有效

• 申請號: 200810079657.6
• 申請日: 2008-10-24
• 公開（公告）號: CN101391178A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 劉振宇;王鈞偉;楊建麗;肖勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/64;B01J23/22
• 代理公司: 山西五維專利事務所（有限公司）
• 代理人: 李 毅

技術領域

本發明涉及一種脫除煙氣中元素汞的方法，具體是涉及一種應用V₂O₅/ 炭材料催化劑催化氧化脫除煙氣中汞的方法。

背景技術

煤炭是我國的主要能源，近年來隨著我國經濟的發展，對煤炭的利用 量也越來越大。由此引起的環境污染問題也更加突出，嚴重影響了生態環 境和人體健康以及經濟的可持續發展。因此，高效解決燃煤污染問題是我 國能源可持續發展的重要內容。汞是煤燃燒釋放的有害重金屬污染物之一， 對環境及人體會造成很大危害。雖然發達國家已投入巨資進行相關研究， 但目前尚未形成經濟有效的控制技術。

燃煤煙氣中汞的形態主要有氣態的Hg⁰和Hg²⁺及顆粒態的Hg_p。其中， 大部分Hg_p能隨飛灰一起被電除塵器或布袋除塵器去除；Hg²⁺易溶于水，可 以較容易地通過濕式除塵或濕法脫硫裝置得到脫除；Hg⁰由于其具有高揮發 性和難溶于水等特點，難以被現有的污染物控制裝置脫除，因而成為燃煤 煙氣脫除研發的重點。

對于Hg⁰的排放控制，目前研發的主要方法是在煙道中噴入活性炭粉末 吸附氣態汞。但活性炭在較高的煙氣溫度下，其吸附能力較低。特別是采 用噴入的方式，活性炭與煙氣接觸的時間較短，使得活性炭的利用率低、 噴入量大，不僅要消耗大量的活性炭，提高成本，而且導致灰的含炭量增 加，使其難以滿足建筑材料的要求。

發明內容

本發明的目的是針對現有汞污染控制技術的不足，提供一種應用V₂O₅/ 炭材料催化劑催化氧化脫除煙氣中汞的方法，高效脫除煙氣中的汞，而且 不對環境造成二次污染。

為實現這一目的，本發明的技術方案中，采用發明專利“一種脫除煙 氣氮氧化物的催化劑及其制法和用途”，專利號為99104246.8中V₂O₅/炭 材料催化劑，其重量百分比組成為：炭材料90-99.5％，釩氧化物(以V₂O₅為計量單位)0.5-10％。

所述的炭材料為包括活性炭、活性焦或活性炭纖維

V₂O₅/炭材料催化劑制備方法是將活性炭材料放入0.05-1摩爾/升的含 釩溶液，浸漬1-20小時，或用離子交換法和沉淀法浸漬，然后于110℃干 燥12小時，在空氣或惰性氣氛下，250-600℃煅燒2-10小時，即得催化劑。

本發明的催化劑應用方法是將催化劑裝于固定床反應器中，控制反應 溫度120-180℃，通入常壓含汞煙氣，其中汞的濃度為0.5-3070μg/m³， 空速10000-100000h^-1。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

1、采用固定床反應器，煙氣可與催化劑均勻接觸，增長了接觸時間， 使催化劑的脫汞能力可以充分利用。

2、負載V₂O₅到活性焦，促進了汞在其上的催化氧化，顯著提高了其對 汞的脫除能力，且煙氣中SO₂不僅對催化劑無毒化作用，反而對其脫汞有明 顯的促進作用。

3、催化劑可再生循環使用，降低了成本，解決了二次污染問題。

具體實施方式

實施例1

1克活性焦用1毫升0.1摩爾/升的NH₄VO₃-H₂C₂O₄溶液浸漬10小時，然 后于110℃干燥12小時，在氬氣氣氛下，500℃煅燒2小時，即得1wt％V₂O₅/ 活性焦催化劑。