[發明專利]一種同時脫硫脫硝催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201210463016.7
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102974359A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 宋永吉;史風華;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;B01D53/86;B01D53/60
• 代理公司: 小松專利事務所 11132
• 代理人: 陳祚齡

技術領域

本發明涉及一種催化劑及其制備方法，具體地說是一種同時脫硫脫硝催化劑及其制備，用于煙氣治理。

背景技術

煤炭、石油等化石燃料的大量消耗，在促進經濟快速發展的同時，所帶來的大氣污染問題也日益嚴重。據《2011年中國環境狀況公報》數據顯示，2011年全國二氧化硫排放總量為2217.9萬噸，氮氧化物排放總量為2404.3萬噸，且氮氧化物排放量呈上升趨勢。SO₂和NO_X的大量排放，嚴重危害生態環境和人類身體健康，治理大氣污染迫在眉睫。

既限制二氧化硫排放之后，國家“十二五”規劃中明文限定了氮氧化物的排放量。為控制SO₂和NO_X的排放，目前國內主要采用脫硫脫硝一體化技術，即將單獨脫硫技術與脫硝技術進行簡單整合的一體化技術。其中脫硫主要采用濕法石灰石（FGD）技術，該方法具有技術成熟、脫硫效率高等優點，但也存在著占地面積大、運行費用高、廢水及副產物石膏二次污染等問題；脫硝則主要采用選擇性催化還原(SCR)技術，還原劑在催化劑的作用下，將NO_X還原為氮氣和水，催化劑是SCR技術的核心，?V₂O₅/TiO₂及其改性催化劑已經得到工業化應用。然而脫硫脫硝一體化技術不僅沒有解決單獨脫硫的諸多問題，而且國內SCR技術及所用催化劑幾乎全部引自國外或依靠進口，投資和運行成本很高。同時脫硫脫硝技術可在一個過程內將煙氣中的SO₂和NO_X同時脫除的技術，不僅節省了空間使設備資源得到有效配置，更重要的是工藝簡單，降低了基建和運行成本。所以，開發同時脫硫脫硝工藝將是今后煙氣治理技術發展的主要趨勢，而相關催化劑及制備方法則是開發這一工藝的工作重心。

發明內容

本發明的目的在于克服傳統炭質催化劑機械強度低、易磨損、催化劑床層阻力大、壓力不均等的不足之處，而提供一種同時脫硫脫硝催化劑及其制備方法。

本發明的目的是通過如下措施來實施：

一種同時脫硫脫硝催化劑，該催化劑組分包括載體活性炭AC，負載在AC上的主活性組分Nd₂O₃和助催化劑CoO，催化劑中各組分的重量份數含量為：60～98重量份的AC、2～40重量份的Nd₂O₃和0～20重量份的CoO，其中活性組分和助催化劑的總重量份為2～40。

一種同時脫硫脫硝催化劑的制備方法，包括以下順序步驟：

（1）配制釹鹽與鈷鹽混合溶液：按照所述催化劑中各組分的重量份數，換算后稱取釹鹽、鈷鹽溶于去離子水中，室溫下攪拌至完全溶解，即可得到所用混合溶液，其中所用釹鹽為：硝酸釹、醋酸釹，鈷鹽為硝酸鈷、醋酸鈷；

（2）催化劑制備成型：稱取聚乙烯醇放入步驟（1）所得的混合溶液中，在65～98℃，充分攪拌至聚乙烯醇完全溶解，然后加入活性炭顆粒或粉末，攪拌均勻后得到催化劑漿料，再繼續加熱蒸發掉部分水分，蒸發量以適合成型為準，最后根據需要使用不同的成型設備，經擠壓成型可制得顆粒狀、柱狀、蜂窩狀催化劑，其中所用聚乙烯醇的平均分子量為20000～200000，其用量為混合溶液質量的0.1～10%；

（3）催化劑活化：首先將步驟（2）中所得成型后的催化劑置于80～150℃干燥2～8h，然后在惰性氣體保護下，先后于200～250℃焙燒1～4h，600～1200℃焙燒1～8h，得到催化劑成品。

本發明是針對火力發電廠、冶煉廠、煉油廠等煙氣中含有大量SO₂和NO污染物，開發一種能在350～500℃之間使用的同時脫硫脫硝催化劑，該催化劑以CO為還原劑，能有效實現同時催化還原SO₂和?NO_X，并回收單質硫。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：本發明催化劑原料來源廣泛，易獲取、制備及再生方法簡單；機械強度高、磨損小、原料利用率高，適宜大規模生產；本發明以CO為還原劑，可同時脫除煙氣中的CO，副產物為單質硫，且生成的單質硫以汽化狀態流出催化劑床層，避免了產物附著在催化劑上造成催化劑活性降低或失活；本發明催化劑活性高，穩定性好，可操作溫度窗口寬，在350～500℃范圍內的長時間模擬試驗中，脫硫脫硝率均達90%以上。

附圖說明