[發明專利]一種同時脫硫脫硝催化劑

在審

• 申請號: 201210462982.7
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102974358A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 史風華;宋永吉;任曉光
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01D53/90;B01D53/60
• 代理公司: 小松專利事務所 11132
• 代理人: 陳祚齡

技術領域

本發明屬于煙氣治理技術領域，具體地說是一種同時脫硫脫硝催化劑，是一種碳載稀土金屬氧化物催化劑。

背景技術

煤炭與石油是工業生產和日常生活中的主要能源，然而在其加工與使用過程中產生了大量的SO₂和NO_X，造成酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞等大氣污染，嚴重危害生態系統和人體健康。且隨著經濟的發展，硫氧化物和氮氧化物的排放量呈上升趨勢，因此，治理大氣污染的重中之重是開發脫硫脫硝技術。

目前工業上脫硫脫硝主要采用濕法煙氣脫硫(FGD)和選擇性催化還原（SCR）脫硝兩個獨立工藝相結合的技術，該聯合法存在占地面積大、設備復雜、投資運行成本高等缺點。同時脫硫脫硝技術則具有結構緊湊、易操作、費用低等優點。同時脫硫脫硝技術是指使用一種催化劑或吸附劑在一個過程內將煙氣中的SO₂和NO_X同時脫除的技術，分為濕法和干法兩大類，但濕法存在脫硫效率低、吸收液再生困難、二次污染等缺點。而干法同時脫硫脫硝技術主要有活性炭法、等離子體法和氧化銅法等，其中活性炭法不需要工藝水及廢水處理，煙氣排放前也不需要加熱，但存在活性炭消耗量大、塔內氣流不均、設備腐蝕等問題；等離子體法包括脈沖電暈法和電子束照射法，副產物為硫酸銨和硝酸銨，但投資費用及能耗很高，難以推廣；氧化銅法雖無二次污染等問題，但該催化劑存在易失活、再生困難和后期處理過程復雜等缺點，至今尚未有工業化應用的報道。雖然前兩者已在少數國家得到工業化應用，卻不能脫除諸如燒結煙氣、石油流化催化裂化煙氣等煙氣中含有的大量CO。此外尚有很多同時脫硫脫硝催化劑處于研究開發之中，如催化學報，2000,21（6）：547-550報道的Nd₂O₃、中國專利CN?1475305A公開的“一種同時脫離脫硝催化劑及應用方法”中的V₂O₅/AC等催化劑，前者以CO為還原劑，在410℃時才達到90%，能耗過高，起活慢；后者以NH₃為還原劑，雖然能夠實現低溫下的同時脫硫脫硝，但其副產物會附著在催化劑表面上造成活性下降或失活，操作與催化劑再生過程復雜。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的工藝復雜、副產物二次污染、催化劑易失活等不足之處，而提供一種制備及再生方法簡單且性能高效穩定的同時脫硫脫硝催化劑。

本發明目的可以通過如下措施來實現：一種同時脫硫脫硝催化劑，由70～99.9%質量百分比的載體、0.1～30%質量百分比的活性組分氧化鐠和0～15%質量百分比的助催化劑氧化鎳或氧化鈷組成，其中活性組分和助催化劑的總負載量在催化劑中的質量百分比為0.1～30%。

所述的使用的載體為活性炭、活性焦或活性碳纖維中的任何一種，其比表面積為150～2500m²·g^-1。

所述的負載的活性組分為Pr₆O₁₁。

所述的用的助催化劑為NiO、CoO中的一種或兩種。

本發明催化劑是采用公知的、傳統的、操作簡單的等體積浸漬法制備而得。

本發明是針對燃煤煙氣、燒結煙氣、石油催化裂化煙氣等煙氣中含有大量SO₂和NO污染物，開發一種能在300～500℃之間使用的高效同時脫硫脫硝催化劑，該催化劑以CO為還原劑，有效催化CO還原SO₂為S，回收單質硫，還原NO為N₂，同時消除CO污染，最終達到以廢治廢、變廢為寶的目的。

本發明的催化劑是以活性炭、活性焦或活性碳纖維為載體，采用等體積浸漬法，將載體在鐠鹽與鎳鹽或鈷鹽的混合溶液中浸漬，充分干燥后在惰性氣體保護下進行焙燒制得，負載在載體上的原料鹽，在焙燒過程中生成催化劑中的相關活性組分及助催化劑的氧化物。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：

（1）本發明以活性炭質材料（活性炭、活性焦或活性碳纖維）、鐠鹽（硝酸鐠、醋酸鐠等）、鎳鹽（硝酸鎳、醋酸鎳等）和鈷鹽(硝酸鈷、醋酸鈷等)為原料，來源廣泛，易獲取、成本低、制備及再生方法簡單。

（2）本發明催化劑比表面積大，活性高，穩定性好，可操作溫度窗口寬，在300~500℃范圍內的長時間模擬試驗中，脫硫脫硝率均達90%以上。