低温脱除燃煤废气中NOx和Hg制造技术

本发明专利技术提供一种低温高效脱除燃煤废气中NOx和Hg

Removal of NOx and Hg from coal-fired waste gas at low temperature

The invention provides a kind of low temperature and high efficiency removal of NOx and Hg in coal waste gas

【技术实现步骤摘要】
低温脱除燃煤废气中NOx和Hg0的催化剂制备方法
本专利技术涉及环境保护
，特别是指一种低温高效脱除燃煤废气中NOx和Hg0的CexZryMnzO2/γ-Al2O3催化剂制备方法。
技术介绍
在大气污染控制
中，燃煤排放的废气中存在大量的氮氧化物(NOx)和元素汞(Hg)污染物。NOx导致全球气候变化，也会产生阴霾，酸雨等二次污染；汞具有挥发性、持久性和高度的生物积累性，同样对人类和环境造成极大的伤害。因此NOx和汞是目前环保领域中急需治理的主要污染物。高效脱除燃煤烟气中的NOx和Hg具有非常重要的环境和健康价值，成为研究热点。然而，废气中气态单质汞的净化，主要是通过活性炭注射技术(activatedcarboninjectiontechnologies)，这种方法能够有效的脱除气态汞，然而该技术运行成本非常大，而且不能同时有效的脱除废气中的氮氧化物。而氨气选择性催化还原法是目前主流的脱硝技术，并且SCR催化剂能氧化单质汞，可将Hg0氧化成Hg2+,以便于后续WFGD装置的脱除，故采用SCR系统来进行NOx和Hg0的脱除成为了新的研究的热点。该技术的核心在于研制高效运行的催化剂，用于NOx和单质汞的高效脱除。传统的SCR催化剂V2O5/TiO2工作窗口较窄(300-400℃)，且催化剂易中毒，故研究一种低温高效的催化剂用于脱除氮氧化物和单质汞越来越受到重视。同时脱除燃煤废气中的NOx和Hg0具有良好的社会价值和市场应用前景，可广泛应用于火电、钢铁、陶瓷等行业末端尾气的协同高效治理，故开发出一种低温条件下能够高效脱硝脱汞的样品具有重要意义。专利技术内容本专利技术要解决的技术问题是提供一种低温高效脱除燃煤废气中NOx和Hg0的CexZryMnzO2/γ-Al2O3催化剂制备方法。该方法具体步骤如下：(1)将γ-Al2O3进行预处理，得到试样的载体；(2)将步骤(1)中得到的载体浸渍于一定质量浓度的金属盐溶液中，浸渍一定时间后，进行干燥；(3)将步骤(2)干燥后的样品在一定温度下焙烧，制得脱除NOx和Hg0的CexZryMnzO2/γ-Al2O3催化剂样品。其中，步骤(1)中预处理方法为先用去离子水冲洗样品5-8次，之后进行干燥，干燥后在一定温度下进行焙烧；其中，干燥时间为2-4h，焙烧时间为2-5h。干燥的温度为100-150℃，所述焙烧的温度为200-400℃。步骤(2)中金属盐溶液为下述至少三种：醋酸锰、硝酸铈、硝酸铜、硝酸钴、硝酸锆；金属盐溶液质量浓度为1-30％，浸渍时间为6-48h。优选的，步骤(2)中金属盐溶液为醋酸锰、硝酸铈、硝酸锆三种混合；步骤(2)中金属盐溶液质量浓度为2-20％。更为优选的，步骤(2)中金属盐溶液质量浓度为2-15％。步骤(3)中煅烧温度为550-650℃，煅烧时间为2-10h；煅烧过程中，升温速度为1-20℃/min。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，原料来源广，制备工艺简单，负载物成本低，便于工业化生产。该样品低温活性好，不仅对NOx的净化效率高，而且能够同时高效脱除废气中的Hg0，可广泛应用于火电、钢铁、陶瓷等行业末端尾气的协同高效治理。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。本专利技术提供一种低温高效脱除燃煤废气中NOx和Hg0的CexZryMnzO2/γ-Al2O3催化剂制备方法。实施例1：将商品γ-Al2O3用去离子水冲洗5-8次，之后于烘箱中105℃烘干。将干燥后的γ-Al2O3置于马弗炉中，以10℃/min的速率升至300℃，恒温3h后，自然冷却至室温。然后将焙烧后的样品浸渍于质量分数分别为9％、9％和6％的硝酸锆、醋酸锰和硝酸铈的混合溶液中。浸渍24h后于烘箱中120℃干燥，其后置于马弗炉中，以10℃/min的速率升至600℃，恒温8h后，自然冷却至室温。将实施例1中得到的试样，取0.5000g为实验对象，以氮气为平衡气，在100℃-350℃的温度区间内，空速40000/h、CNO＝1000ppm、CNH3＝1000ppm、氧气浓度＝10％、CHg0＝40μg/m3条件下，在250℃时，NOx脱除率为91％，Hg0的脱除率为95％。实施例2：其他条件与实施例1相同，不同之处在于金属盐溶液的质量分数为4％、4％和3％的硝酸锆、醋酸锰和硝酸铈的混合溶液中，其他条件以及测试条件与1相同，所述试样在250℃时，NOx脱除率为82％，Hg0的脱除率为90％。与实施例1相比较差。实施例3：其他条件与实施例1相同，不同之处在于金属盐溶液为质量分数为3％的硝酸钴、3％的醋酸锰和2％的硝酸铈的混合溶液，其他条件以及测试条件与1相同，所述试样在250℃时，NOx脱除率为80％，Hg0的脱除率为86％。与实施例1相比较差。实施例4：其他条件与实施例1相同，不同之处在于金属盐溶液的质量分数为7％、7％和5％的硝酸锆、醋酸锰和硝酸铈的混合溶液中，其他条件以及测试条件与1相同，所述试样在250℃时，NOx脱除率为65％，Hg0的脱除率为85％。与实施例1相比较差。实施例5：其他条件与实施例1相同，不同之处在于金属盐溶液为质量分数为10％的硝酸钴、10％的醋酸锰和7％的硝酸铈的混合溶液，其他条件以及测试条件与1相同，所述试样在250℃时，NOx脱除率为65％，Hg0的脱除率为75％，NOx和Hg0脱除率与实施例1相比相差较大。实施例6：其他条件与实施例1相同，不同之处在于将催化剂的焙烧温度为550℃，其他条件以及测试条件与1相同，所述试样在250℃时，NOx脱除率为75％，Hg0的脱除率为82％。NOx脱除率与实施例1相比较差。实施例7：其他条件与实施例1相同，不同之处在于焙烧温度为650℃，其他条件以及测试条件与1相同，所述试样在250℃时，NOx脱除率为80％，Hg0的脱除率为74％。与实施例1相比较差。实施例8：其他条件与实施例1相同，不同之处在于，在处理过程中，往样品体系通入5％的水蒸汽，所述试样在250℃时，NOx脱除率为82％，Hg0的脱除率为86％，NOx脱除率和Hg0的脱除率与实施例1相比较差。实施例9：其他条件与实施例1相同，不同之处在于，在处理过程中，往催化体系通入1000ppm的SO2，所述试样在所述样品在250℃时，NOx脱除率为83％，Hg0的脱除率为96％，Hg0脱除率与实施例1相比较有提升，NOx的脱除率与实施例1相比较差。实施例10：其他条件与实施例1相同，不同之处在于，在处理过程中，往催化体系同时通入5％的水蒸汽和1000ppm的SO2，所述试样在250℃时，NOx脱除率为78％，Hg0的脱除率为81％，NOx脱除率、Hg0的脱除率与实施例1相比较差。对比例1：其他条件与实施例1相同，不同之处在于催化剂未负载，其他条件以及测试条件与1相同，所述试样在250℃时，NOx脱除率为70％，Hg0的脱除率为60％，NOx的脱除率、Hg0的脱除率与实施例1相比较差。通过实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5的比较可见，当金属盐溶液为9％、9％、6％的硝酸锆、醋酸锰和硝酸铈的混合溶液时，脱硝脱汞的性能最佳。由实施例1、实施例6、实施例7与对比例1的比较可见，焙烧温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温脱除燃煤废气中NOx和Hg

【技术特征摘要】
1.一种低温脱除燃煤废气中NOx和Hg0的催化剂制备方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)将γ-Al2O3进行预处理，得到试样的载体；(2)将步骤(1)中得到的载体浸渍于一定质量浓度的金属盐溶液中，浸渍一定时间后，进行干燥；(3)将步骤(2)干燥后的样品在一定温度下焙烧，制得脱除NOx和Hg0的CexZryMnzO2/γ-Al2O3催化剂样品。2.根据权利要求1所述的低温脱除燃煤废气中NOx和Hg0的催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中预处理方法为先用去离子水冲洗样品5-8次，之后进行干燥，干燥后在一定温度下进行焙烧；其中，干燥时间为2-4h，焙烧时间为2-5h。3.根据权利要求2所述的低温脱除燃煤废气中NOx和Hg0的催化剂制备方法，其特征在于：所述干燥的温度为100-150℃，所述焙烧的温度为200-400℃。4.根据权利要求1所述的低温脱除燃煤废气中NOx...

【专利技术属性】
技术研发人员：路培，岳会芳，邢奕，李锐，吴婉蓉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11