[发明专利]一种脱除烟气中硫和硝的催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明与一种脱除烟气中硫和硝的催化剂及其制备方法和应用有关，尤其是一种用于烟气中同时脱除硫与硝的催化剂及其制备方法和应用的技术方案。

背景技术

现有的烟气中脱硫脱硝的催化剂主要有CuO/Al₂O₃、V₂O₅/TiO₂、V₂O₅/AC等。CuO作为活性组分负载于Al₂O₃上，同时脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物已得到较深的研究，例如催化学报，2004，1（25）：33-38报道的CuO/γ-Al₂O₃催化剂同时脱除烟气中的SO₂和NO，其催化剂的制备方法是将γ-Al₂O₃颗粒用Cu(NO₃)₂溶液等体积浸渍2h，再经干燥和焙烧，制的CuO/Al₂O₃催化剂。该催化剂吸附温度为750℃左右，脱硫脱硝率均可达90%以上，不产生固态或液态的二次污染，可产生硫和硫酸副产品，脱硫剂可循环使用，但是长期运转后CuO/Al₂O₃表面由于氧化铝硫酸化而导致吸附二氧化硫的能力下降，此催化剂应用时要求的温度较高，需要加热装置，导致工艺成本高。

近年对V₂O₅/TiO_2、V₂O₅/AC等催化剂的脱硫脱硝的研究受到广泛关注。如以堇青石蜂窝体为骨架制得的V₂O₅/TiO₂/堇青石催化剂，此类催化剂在要求的锐钛矿型TiO₂易在制备时发生晶型使得成品率不高、脱硝条件下烟气中的碱金属化合物使得催化剂失活。活性焦是目前最有潜力的低温干法脱硫脱硝吸附剂/催化剂，例如，公开号为CN1475305A公布的一种同时脱硫脱硝催化剂及其应用方法。此催化剂的制作方法是采用等体积浸渍法将V₂O₅负载于蜂窝状活性焦上。此催化剂的应用方法是将催化剂装填于固定床反应器内，温度控制在150-250℃，空速为500-5000h^-1。V₂O₅/AC催化剂在脱硫脱硝过程中首先将SO₂和NO_x吸附于催化剂微孔中，微孔中负载的V₂O₅再对其进行氧化还原，反应生成的SO₃储存于碳基材料的微孔中。随着反应的持续进行，催化剂表层活性位全部被SO₃所占据_，催化剂上NO_x的吸附难以进行，导致催化剂无法脱硝。以V₂O₅为活性组分的催化剂虽具有脱硫较高的脱硫活性，但脱硫产物负载在载体表面，极大影响脱硝过程，所以不适宜工业化应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱除烟气中硫和硝的催化剂及其制备方法和应用，解决现有催化剂在烟气中同时脱硫和脱硝的过程中，硫氧化物在载体外层吸附氧化致使脱硝活性位被占据，从而导致催化剂脱硝率低的问题。

本发明解决问题所采取的措施是一种脱除烟气中硫和硝的催化剂及其制备方法和应用。本发明所提供的一种脱除烟气中硫和硝的催化剂，该催化剂的组成及其含量按质量比是89-97%半焦、1-5%氧化铜、1-5%五氧化二钒、0.5%碱金属盐和0.5%铁、钴和镍氧化物中的一种或两种，其中：

所述半焦的比表面积是50-600m²/g；

所述碱金属盐是氯化钾、硫酸钾、碳酸钾、氯化铯、碳酸铯和硫酸铯中的一种；

所述铁、钴和镍氧化物是三氧化二铁、四氧化三铁、氧化钴和氧化镍；

所述可溶性铜盐是硝酸铜、氯化铜、硫酸铜中的一种。

本发明所提供的一种脱除烟气中硫和硝的催化剂的制备方法，该方法是按下列步骤进行的(以1kg半焦载体的加工过程为例)：

（1）将半焦粉碎至4-10目，在压强为1-3MPa，温度为300-800℃的高压釜中水蒸气活化1-5小时；