[發明專利]一種基于鈰基催化劑減排燒結煙氣脫硝、脫二噁英的方法

在審

• 申請號: 201810361856.X
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108434981A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 龍紅明;余正偉;張洪亮;施琦;王平;春鐵軍;孟慶民;李安琪;高志芳;狄瞻霞
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/56;B01D53/72;B01J23/889
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 韋超峰;吳雪健

本發明的一種基于鈰基催化劑減排燒結煙氣脫硝、脫二噁英的方法，屬于燒結煙氣治理技術領域。本發明煙氣經過負載有鈰基催化劑的減排裝置，并向減排裝置中鼓入NH₃和空氣，其中鈰基催化劑包括Ce：Mn和Fe，其中Ce：Mn的摩爾比均為0.25～1，Fe為助劑，添加比例范圍Fe：Mn的摩爾比0.25?0.5，催化劑的比表面積為80～90m^?2/g；催化劑的孔容為0.16～0.20cm^?3/g、孔徑為5.0～6.0nm。本發明通過鈰基催化劑對燒結煙氣的污染物進行減排，提高二噁英和氮氧化物的脫除效率，可以減少煙氣中二噁英和氮氧化物的排放。

技術領域

本發明屬于燒結煙氣治理技術領域，涉及一種基于鈰基催化劑減排燒結煙氣脫硝、脫二噁英的方法。

背景技術

隨著鋼產量的逐年上升，鐵礦石燒結過程中產生的多氯代二苯并二噁英和多氯代二苯并呋喃(PCDDs/PCDFs)污染也隨之愈發嚴重。二噁英具有強烈的致癌致畸作用，二噁英因其高毒性，在環境中極難降解，可以通過食物鏈富集，具有高脂溶性，能夠在大氣中遠距離傳輸而影響到區域乃至全球環境被稱為“世紀之毒”。隨著人類社會對二噁英危害的認識，2004年5月17日《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》在全球正式生效，同年6月25日，我國在第十屆全國人大第十次會議上審批通過了《公約》并于11月11日對中國正式生效。隨后2012年6月中國頒布了《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》，其中詳細規定了企業燒結煙氣中顆粒物限值為20mg/m³、二氧化硫限值為200mg/m³、氮氧化物限值為300mg/m³、二噁英限值為0.5ng-TEQ/m³。而新發布的《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》(修改意見稿)中規定自2019年1月1日起，燒結煙氣中顆粒物限值為20mg/m³、二氧化硫限值為50mg/m³、氮氧化物限值為100mg/m³、二噁英限值為0.5ng-TEQ/m³，其中2+26城市自2017年10月1日起實施。目前國內有超過1000條鐵礦石燒結工序，擁有脫二噁英設備的不到10條，因此迫切需要研究針對燒結煙氣的二噁英脫除技術。

目前國內外燒結煙氣氮氧化物、二噁英脫除技術主要有三類，第一類是在燒結原料里添加含氨基或硫的化合物，利用硫的孤對電子與催化劑形成絡合物抑制二噁英生成反應，或是利用二氧化硫、氨基團與氯離子的反應，減少氯源抑制二噁英生成，此方法效果是上雖然對PCDD有較好的抑制，但是對PCDF的抑制效果很低，且不能脫除硫化物；第二類是活性炭吸附法，利用活性炭的多孔吸附能力，達到吸附脫除二噁英的效果，但是活性炭法設備投資運行成本高，吸附后的活性炭如何處理也是新的難題；第三類是選擇性催化脫二噁英，其關鍵在于選擇合適的催化劑，釩鈦基催化劑雖然可以達到較高的二噁英脫除率，但是價格高昂；催化劑窗口溫度不合理，燒結煙氣需要再加熱至300-450℃左右進行脫二噁英，而此溫度會發生二噁英的再次生成；反應后的催化劑含有的V2O5為劇毒物質，對環境和生物有嚴重污染，如何處理也是新的問題。近年來，鈰因為其出色的儲氧、釋放氧能力，優秀的氧化還原性，被用在持久性有機污染物(POPs)催化的研究中，且鈰是稀有元素中豐富度最高的一種元素，價格很低。因此，迫切需要開發一種適用于鐵礦石燒結煙氣脫二噁英的催化劑，為鋼鐵行業清潔生產提供有效保障。

經檢索，發明創造的名稱為：煙氣SCO脫硝催化劑及其制備方法(專利申請號：CN201310465375.0，申請日:2013.09.30)，其通過浸漬法將硝酸鐵、二氧化鈰(0.1-0.5％)、鈦白粉(質量含量80-90％)、三氧化鎢(2-10％)混合后與成型劑混煉陳腐制煅燒得，其中煅燒溫度為從室溫到650-750℃煅燒時間24-72小時。該申請案不足之處在于：需使用價格高昂的鈦白粉(2萬/噸)與三氧化鎢(15萬/噸)。