[發(fā)明專利]低溫脫除燃煤廢氣中NOx和Hg0的催化劑制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710934637.1
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107715867A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路培;岳會芳;邢奕;李銳;吳婉蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J37/02;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/64;C10K1/00;C10K1/34
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種低溫高效脫除燃煤廢氣中NO_x和Hg⁰的Ce_xZr_yMn_zO₂/γ-Al₂O₃催化劑制備方法。

背景技術(shù)

在大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域中，燃煤排放的廢氣中存在大量的氮氧化物(NO_x)和元素汞(Hg)污染物。NO_x導致全球氣候變化，也會產(chǎn)生陰霾，酸雨等二次污染；汞具有揮發(fā)性、持久性和高度的生物積累性，同樣對人類和環(huán)境造成極大的傷害。因此NO_x和汞是目前環(huán)保領(lǐng)域中急需治理的主要污染物。高效脫除燃煤煙氣中的NO_x和Hg具有非常重要的環(huán)境和健康價值，成為研究熱點。

然而，廢氣中氣態(tài)單質(zhì)汞的凈化，主要是通過活性炭注射技術(shù)(activated carbon injection technologies)，這種方法能夠有效的脫除氣態(tài)汞，然而該技術(shù)運行成本非常大，而且不能同時有效的脫除廢氣中的氮氧化物。而氨氣選擇性催化還原法是目前主流的脫硝技術(shù)，并且SCR催化劑能氧化單質(zhì)汞，可將Hg⁰氧化成Hg²⁺,以便于后續(xù)WFGD裝置的脫除，故采用SCR系統(tǒng)來進行NOx和Hg⁰的脫除成為了新的研究的熱點。該技術(shù)的核心在于研制高效運行的催化劑，用于NOx和單質(zhì)汞的高效脫除。傳統(tǒng)的SCR催化劑V₂O₅/TiO₂工作窗口較窄(300-400℃)，且催化劑易中毒，故研究一種低溫高效的催化劑用于脫除氮氧化物和單質(zhì)汞越來越受到重視。

同時脫除燃煤廢氣中的NO_x和Hg⁰具有良好的社會價值和市場應(yīng)用前景，可廣泛應(yīng)用于火電、鋼鐵、陶瓷等行業(yè)末端尾氣的協(xié)同高效治理，故開發(fā)出一種低溫條件下能夠高效脫硝脫汞的樣品具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低溫高效脫除燃煤廢氣中NO_x和Hg⁰的Ce_xZr_yMn_zO₂/γ-Al₂O₃催化劑制備方法。

該方法具體步驟如下：

(1)將γ-Al₂O₃進行預處理，得到試樣的載體；

(2)將步驟(1)中得到的載體浸漬于一定質(zhì)量濃度的金屬鹽溶液中，浸漬一定時間后，進行干燥；

(3)將步驟(2)干燥后的樣品在一定溫度下焙燒，制得脫除NO_x和Hg⁰的Ce_xZr_yMn_zO₂/γ-Al₂O₃催化劑樣品。

其中，步驟(1)中預處理方法為先用去離子水沖洗樣品5-8次，之后進行干燥，干燥后在一定溫度下進行焙燒；其中，干燥時間為2-4h，焙燒時間為2-5h。干燥的溫度為100-150℃，所述焙燒的溫度為200-400℃。

步驟(2)中金屬鹽溶液為下述至少三種：醋酸錳、硝酸鈰、硝酸銅、硝酸鈷、硝酸鋯；金屬鹽溶液質(zhì)量濃度為1-30％，浸漬時間為6-48h。優(yōu)選的，步驟(2)中金屬鹽溶液為醋酸錳、硝酸鈰、硝酸鋯三種混合；步驟(2)中金屬鹽溶液質(zhì)量濃度為2-20％。更為優(yōu)選的，步驟(2)中金屬鹽溶液質(zhì)量濃度為2-15％。

步驟(3)中煅燒溫度為550-650℃，煅燒時間為2-10h；煅燒過程中，升溫速度為1-20℃/min。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

上述方案中，原料來源廣，制備工藝簡單，負載物成本低，便于工業(yè)化生產(chǎn)。該樣品低溫活性好，不僅對NO_x的凈化效率高，而且能夠同時高效脫除廢氣中的Hg⁰，可廣泛應(yīng)用于火電、鋼鐵、陶瓷等行業(yè)末端尾氣的協(xié)同高效治理。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合具體實施例進行詳細描述。