低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了提供一种低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂及其制备方法，所述催化剂为蜂窝状催化剂，以偏钛酸、硫酸化坡缕石为载体，以铜氧化物、锰氧化物、钒氧化物为活性组分，以稀土金属氧化物为活性助剂。本发明专利技术催化剂可实现80～300℃低温协同脱硝脱二噁英脱汞，在本发明专利技术催化剂的作用下，NOx和二噁英选择性催化还原为N2、HCl和CO2、CO；产生的HCl可作为脱汞的助剂，单质汞和CO、烃、烯被彻底氧化生成氯化汞和CO2；本发明专利技术催化剂脱硝效率95%以上，脱二噁英和脱汞效率90%以上。

Low temperature synergistic denitration dedioxin honeycomb catalyst and its preparation method

The invention discloses a kind of low temperature synergistic denitrification deoxy dehydrated honeycomb catalyst and its preparation method. The catalyst is a honeycomb like catalyst, and the active component is copper oxide, manganese oxide and vanadium oxide as the carrier, and the rare earth metal oxide as the active agent. In the presence of the catalyst, NOx and dioxin can be selectively catalyzed by NOx and dioxin to N2, HCl, CO2 and CO under the action of the catalyst, and the produced HCl can be used as a mercury removal agent. The elemental mercury and CO, hydrocarbons and alkenes are thoroughly oxidized to mercuric chloride and CO2; the catalyst is removed from the catalyst. The efficiency of nitriding is more than 95%, and the dedioxin and mercury removal efficiency is more than 90%.

【技术实现步骤摘要】
低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化剂
，具体涉及一种低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂及其制备方法。
技术介绍
随着国家经济快速发展，我国以NOx和二噁英、单质汞为特征的区域性大气污染问题日益突出。氮氧化物是造成雾霾的重要原因，会引起酸雨、光化学烟雾现象。二噁英是一种致癌物，接触二噁英能引起严重的生殖和发育问题，影响免疫系统和扰乱激素水平的调节。单质汞蒸气具有高度的扩散性和较大的脂溶性，通过呼吸道进入肺泡，经血液循环运至全身，血液中的金属汞进入脑组织后，被氧化成汞离子，逐渐在脑组织中积累，达到一定的量，就会对脑组织造成损害。国家对大气环境污染物的治理标准越来越严格，烟气污染物的成分复杂，加大了净化工作的难度，多污染物的联合脱除是今后烟气治理的主流发展方向。而目前脱硝、脱二噁英和脱汞反应器都是独立的，需要脱硝、脱二噁英和脱汞3种催化剂，且催化剂价格昂贵，成本较高。另外，国外内已开展垃圾焚烧锅炉的烟气脱除，发现垃圾焚烧烟气脱除的催化剂失活速率比燃煤电厂快。垃圾焚烧烟气中含有不完全燃烧产物，包括CO、炭黑、烃、烯等、粉尘、酸性气体、重金属铅、砷单质等，容易造成催化剂中毒失活。因此，开发适用于垃圾焚烧锅炉烟气的催化剂非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂及其制备方法，本专利技术催化剂可实现80～300℃低温协同脱硝脱二噁英脱汞，在本专利技术催化剂的作用下，NOx和二噁英选择性催化还原为N2、HCl和CO2、CO；产生的HCl可作为脱汞的助剂，单质汞和CO、烃、烯被彻底氧化生成氯化汞和CO2；本专利技术催化剂脱硝效率95%以上，脱二噁英和脱汞效率90%以上。为实现上述目的，本专利技术提供一种低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂，所述催化剂为蜂窝状催化剂，以偏钛酸、硫酸化坡缕石为载体，以铜氧化物、锰氧化物、钒氧化物为活性组分，以稀土金属氧化物为活性助剂；所述铜氧化物为氧化铜、氧化亚铜、二氧化铜中的一种或几种；所述锰氧化物为一氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰中的一种或几种；所述钒氧化物为二氧化钒、三氧化二钒、五氧化钒中的一种或几种；所述稀土金属氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化钇中的一种或几种。优选的，所述催化剂中载体的质量百分含量为76～91%，活性组分的质量百分含量为8～20%，活性助剂的质量百分含量为1～4%。优选的，所述硫酸化坡缕石通过如下方法制得：将坡缕石投入0.1～0.5mol/l的硫酸溶液或硫酸铵溶液，固液比为3～5，于70～90℃以150～200rad/min搅拌反应2～4h，过滤后于90～100℃干燥得到硫酸化坡缕石。本专利技术还提供上述低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂的制备方法，包括如下步骤：1）球磨活性组分：将活性组分铜氧化物、锰氧化物、钒氧化物置入球磨机中球磨1～3h，再加入活性助剂稀土金属氧化物继续球磨3～6h，直到粒度d90≤15μm；2）制备混炼泥料：将步骤1）所得活性组分9～24质量份、偏钛酸50～60质量份、硫酸化坡缕石26～31质量份、豆油0.2～0.4质量份、瓜尔胶0.1～0.5质量份、多晶莫来石纤维2～4质量份、去离子水38～45质量份投入混炼机中以600～800rad/min混炼30～60min制得混炼泥料，且泥料水分控制在28%～31%；3）制备蜂窝状湿胚：将步骤2）所得泥料投入真空度小于-0.095MPa的练泥机中精炼1～3遍；为保证泥料水分均匀，陈腐12～24h；再使用1～2mm过滤网过滤1～3遍除去杂质；再通过卧式真空挤出机制得蜂窝状的湿胚，卧式真空挤出机的真空度控制在-0.092～-0.095MPa，挤出压力控制在3.5～5.5MPa；4）将步骤3）所得蜂窝状湿胚置入红外干燥箱中于20～60℃干燥48～64h，控制水分小于2%，然后于550～650℃煅烧20～30h，即得低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂。本专利技术的优点和有益效果在于：提供一种低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂及其制备方法，本专利技术催化剂可实现80～300℃低温协同脱硝脱二噁英脱汞，在本专利技术催化剂的作用下，NOx和二噁英选择性催化还原为N2、HCl和CO2、CO；产生的HCl可作为脱汞的助剂，单质汞和CO、烃、烯被彻底氧化生成氯化汞和CO2；本专利技术催化剂脱硝效率95%以上，脱二噁英和脱汞效率90%以上。稀土金属氧化物具有很强的储氧能力，可以提高催化反应速率和氧化二噁英和汞的性能。坡缕石比表面积大，并且有较大的吸附能力，有利于活性组分的均匀分散，同时吸附烟气中的氮氧化物、二噁英和汞，提高反应速率。坡缕石硫酸化可以大幅增加其酸性，可以减缓酸性气体对催化剂酸性位的破坏，且富余的硫酸根能与重金属铅、砷结合，阻止它们与活性组分接触。本专利技术还具有如下特点：1、本专利技术催化剂的作用下，NOx和二噁英选择性催化还原为N2、HCl和CO2、CO；产生的HCl可作为脱汞的助剂，单质汞和CO、烃、烯被彻底氧化生成氯化汞和CO2。本专利技术催化剂脱硝效率95%以上，脱二噁英和脱汞效率90%以上。2、与各种单独污染物控制技术串联用相比，本专利技术同时净化多种污染物，可有效降低投资成本和运行成本。3、本专利技术催化剂对垃圾焚烧锅炉烟气中的酸性气体、重金属物质具有很强的免疫力，因此催化剂寿命非常长。4、本专利技术催化剂制备方法简单，原料容易获得，易于工业化生产，环境污染小，成本低，具有较强的推广应用价值。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例11）球磨活性组分：将活性组分CuO3质量份、MnO24质量份、V2O51质量份置入球磨机中球磨1h，再加入活性助剂稀土金属氧化物1质量份继续球磨4h，直到粒度d90=13.48μm；2）制备混炼泥料：将步骤1）所得活性组分9质量份、偏钛酸60质量份、硫酸化坡缕石231质量份、豆油0.2质量份、瓜尔胶0.1质量份、多晶莫来石纤维2质量份、去离子水38质量份投入混炼机中以600rad/min混炼60min制得混炼泥料，且泥料水分控制在29.8%；3）制备蜂窝状湿胚：将步骤2）所得泥料投入真空度小于-0.095MPa的练泥机中精炼3遍；为保证泥料水分均匀，陈腐12h；再使用1mm过滤网过滤3遍除去杂质；再通过卧式真空挤出机制得蜂窝状的湿胚，卧式真空挤出机的真空度控制在-0.092MPa，挤出压力控制在4.3MPa；4）将步骤3）所得蜂窝状湿胚置入红外干燥箱中于20℃干燥64h，控制水分为1.58%，然后于550℃煅烧30h，即得低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂。实施例1所得低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂的活性成分（以质量百分数计）包括：CuO3%，MnO24%%，V2O51%，La2O31%。实施例21）球磨活性组分：将活性组分CuO5质量份、MnO210质量份、V2O55质量份置入球磨机中球磨2h，再加入活性助剂CeO24质量份继续球磨6h，直到粒度d90=12.82μm；2）制备混炼泥料：将步骤1）所得活性组分24质量份、偏钛酸50质量份、硫酸化坡缕石26质量份、豆油0.4质量份、瓜尔胶0.5质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂，其特征在于，所述催化剂为蜂窝状催化剂，以偏钛酸、硫酸化坡缕石为载体，以铜氧化物、锰氧化物、钒氧化物为活性组分，以稀土金属氧化物为活性助剂；所述铜氧化物为氧化铜、氧化亚铜、二氧化铜中的一种或几种；所述锰氧化物为一氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰中的一种或几种；所述钒氧化物为二氧化钒、三氧化二钒、五氧化钒中的一种或几种；所述稀土金属氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化钇中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂，其特征在于，所述催化剂为蜂窝状催化剂，以偏钛酸、硫酸化坡缕石为载体，以铜氧化物、锰氧化物、钒氧化物为活性组分，以稀土金属氧化物为活性助剂；所述铜氧化物为氧化铜、氧化亚铜、二氧化铜中的一种或几种；所述锰氧化物为一氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰中的一种或几种；所述钒氧化物为二氧化钒、三氧化二钒、五氧化钒中的一种或几种；所述稀土金属氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化钇中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂，其特征在于，所述催化剂中载体的质量百分含量为76～91%，活性组分的质量百分含量为8～20%，活性助剂的质量百分含量为1～4%。3.根据权利要求2所述的低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂，其特征在于，所述硫酸化坡缕石通过如下方法制得：将坡缕石投入0.1～0.5mol/l的硫酸溶液或硫酸铵溶液，固液比为3～5，于70～90℃以150～200rad/min搅拌反应2～4h，过滤后于90～100℃干燥得到硫酸化坡缕石。4.权利要求1至3中任一项所述低温协同脱硝脱二噁英脱汞蜂窝状催化剂的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，唐晓玉，丁丽娟，何伟，
申请(专利权)人：江苏龙净科杰催化剂再生有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32