[發(fā)明專利]一種脫硫脫硝用碳基催化劑、制備方法及其用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410612807.0
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104368323A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱廷鈺;李玉然;丁松;郭旸旸
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: B01J21/18
• 分類號: B01J21/18;B01D53/86;B01D53/60
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯瀟瀟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種脫硫脫硝用碳基催化劑、制備方法及其用途，該催化劑主要是應(yīng)用于工業(yè)煙氣中二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)的脫除，屬煙氣污染物排放控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煙氣污染物排放控制技術(shù)主要是為了減少工業(yè)煙氣中SO₂和NO_x的大量排放，以降低工業(yè)發(fā)展所排放出的污染物對環(huán)境的破壞。在煙氣污染物排放控制技術(shù)中，SO₂脫除技術(shù)主要有石灰石-石膏法、氨法和循環(huán)流化床法(CFB)等；NO_x脫除技術(shù)主要有選擇性催化還原法(SCR)、選擇性非催化還原法(SNCR)和氧化吸收法等。

在眾多煙氣污染物排放控制技術(shù)中，活性焦/炭法煙氣控制技術(shù)具有耗水少、能夠同時(shí)脫除SO₂、NO_x、二噁英和重金屬等污染物，無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是極具發(fā)展?jié)摿Φ目刂萍夹g(shù)。對于吸附飽和的活性焦/炭，經(jīng)再生后不僅可以恢復(fù)其吸附活性，還能將富集得到的較高濃度的SO₂用于生產(chǎn)硫酸等，從而有效的回收硫資源。

專利CN103736391A公開了一種復(fù)合活性炭脫硫劑，其由竹炭、生石灰、風(fēng)化煤、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫銨、生石膏、鮮葦根、沸石、三聚磷酸鈉、羧甲基纖維素鈉和月硅酸鈉等化合物制備而成，可以用于吸附廢氣、廢水中的SO₂、SO₃、H₂S、有機(jī)硫和正丁硫等。

專利CN101954284A提供了一種活性炭脫硫催化劑的制備方法，其將含銅化合物、含鐵化合物、含鈷化合物與含鋅化合物混合后，再將活性炭分散在溶液中，最后制得脫硫催化劑。所發(fā)明的催化劑具有較高的脫硫效率。

針對上述的碳基脫硫劑，其制備方法較為復(fù)雜，且所需原料成分較多，尤其是并未提及所制備的催化劑是否具有脫除氮氧化物的能力。

專利CN102527369A闡述了一種活性炭負(fù)載稀土金屬氧化物還原脫硝催化劑的制備方法。該催化劑以活性炭為脫硝催化劑載體，以稀土金屬鈰，或鑭與鈰雙組分為催化活性組分，對氮氧化物進(jìn)行還原，在較高空速下能保持脫硝率95％以上。但是，此專利未說明該方法制備出的催化劑能否進(jìn)行脫硫，且采用了價(jià)格比較高的稀土金屬化合物作為活性組分。

專利CN1597094A公開了一種用于脫硫脫硝的蜂窩狀活性炭基催化劑的制備方法。該催化劑通過在活性炭粉中添加酚醛樹脂或呋喃樹脂黏結(jié)劑，再擠壓成型后進(jìn)行炭化，并浸漬于偏釩酸銨和草酸混合的溶液中，經(jīng)干燥、焙燒、氧化制備而得。此負(fù)載了五氧化二釩的活性炭催化劑的硫容為67～90mg?SO₂/100g催化劑，NO轉(zhuǎn)化率達(dá)55％～90％。但是，該種催化劑負(fù)載了具有一定毒性的五氧化二釩作為活性組分，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，廢棄的催化劑將成為危險(xiǎn)廢棄物。

因此，針對日益嚴(yán)峻的大氣污染形式，需制備出一種具有同時(shí)脫除多種污染物又具有使用安全性的催化劑。

半焦，又稱蘭炭，是煤在低溫干餾下所得到的固體產(chǎn)物。半焦不僅含有豐富的碳、氫、氧元素，而且有豐富的孔隙和表面結(jié)構(gòu)，及較高的反應(yīng)活性，可用于煙氣中SO₂和NO_x等污染物的脫除。半焦的價(jià)格約1000元/噸，煤制活性炭約5000元/噸，半焦的價(jià)格較為低廉，若能將其應(yīng)用于煙氣中SO₂和NO_x等污染物的脫除，將有利于降低炭法脫硫脫硝技術(shù)的運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對已有的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種脫硫脫硝用碳基催化劑，其解決了采用活性炭法脫除SO₂和NO_x過程中脫除效率較低的缺陷，同時(shí)又避免了采用價(jià)格較高、有毒的化學(xué)物質(zhì)制備脫硫脫硝用催化劑。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種脫硫脫硝用碳基催化劑，所述催化劑按各組分占催化劑的質(zhì)量百分比由70～95％的半焦以及負(fù)載在半焦上的5～30％的水滑石組成。在該組成范圍下，充分發(fā)揮了半焦與水滑石二者的催化氧化性能。

上述組成的催化劑與活性焦/炭相比，具有較高的脫硫脫硝效率和硫容，尤其是在對煙氣中氮氧化物(NO_x)的脫除性能上效果更為顯著。而且，該催化劑經(jīng)吸附-熱再生過程后，仍具有較高的脫硫脫硝效率。