[发明专利]一种脱除烟气中硫氧化物和氮氧化物的催化剂组合物及方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气净化领域，尤其是涉及烟气中硫氧化物和氮氧化物同时脱除的催化剂。

背景技术

硫氧化物(又称SOx)和氮氧化物(又称NOx)是空气中的主要污染物，是形成酸雨的主要物质。在现有脱除硫氧化物和氮氧化物方法中大多是分步进行的，要么先脱除硫氧化物，要么先脱除氮氧化物。在脱除烟气硫氧化物方法中，可分为湿法和干法两大类，湿法主要利用的是酸碱中和反应，湿法脱硫占世界市场的80％以上，在湿法脱硫中又以钙法为主。钙法脱硫的优点是脱硫效率高和脱硫剂利用率高，但也存在设备易结垢、堵塞等问题。在脱除烟气氮氧化物方法中，则以催化还原居多，在催化剂的作用下，通过向含氮氧化物烟气中加入氨基材料、烃类和碳基材料，在一定温度下将氮氧化物转化成N₂。由于烟气中可能会同时存在硫氧化物和氮氧化物，分步进行硫氧化物和氮氧化物脱除，不仅工艺复杂、脱除成本高，而且还可能产生相互影响，出现催化剂中毒、影响脱除效率等问题。为了克服这些问题，近年来，同时脱除烟气中硫氧化物和氮氧化物的技术越来越多，出现了不同的脱除方法，如CN101279197A公开了一种赤泥-活性炭型复合烟气循环再生脱硫脱硝系统；CN1772347A吸附-低温等离子体同步脱硫脱硝装置及方法，以及CN1330976A一种激光烟气脱硫脱硝方法等。

中国专利CN101298017A公开了一种烟气干法脱硫脱硝方法，包括将脱硝还原剂加入到烟气流中，使脱硝还原剂和烟气流通过其内具有催化剂和钙剂吸收剂的流化床反应器以除去其中的硫和硝。该专利所用的还原剂包括氨、含有氨的物质和可形成氨的物质；其所用催化剂是在载体包括催化裂化废弃催化剂、凹凸棒土、高岭土、天然沸石、工业沸石上担载的硫化亚铁或含硫酸亚铁物质；钙剂吸收剂为生石灰和熟石灰；脱硫、脱硝反应温度在200～500℃、流化床反应器中进行。

中国专利CN1911491A披露了一种移动床烟气脱硫脱硝除尘工艺，在移动床反应器中加入活性焦，活性焦自上而下移动，烟气从反应器侧下部进入自下而上移动，活性焦与烟气逆向接触，烟气首先与脱硫层活性焦接触，SO₂被吸附，烟气继续上行经过注氨口，烟气中的NOx与NH₃发生反应，生成N₂和H₂O，完成脱硝的活性焦进入再生装置，在400～500℃下使活性焦中的硫酸和硫酸盐分解脱附，活性焦得到再生，再经振动筛筛掉所吸附的烟气粉尘和活性焦细粉，返回移动床反应器进行下一次反应。

Asitk K.Das等(Simultaneous Adsorption of SO₂-NOx from Flue Gases Rise Configuration.AIChE Journal，vol.47，12，December 2001)公开的一种同时脱除硫氧化物和氮氧化物的方法，使含有硫氧化物和氮氧化物的烟气与Na-γAl₂O₃吸附剂在100-150℃接触，吸附烟气中硫氧化物和氮氧化物；然后分两步进行吸附剂再生，首先在流化床中500℃下，吸附剂释放出氮氧化物，与通入的还原性气体如炼厂干气、天然气等反应，将氮氧化物还原成N₂和O₂排放；其次脱除氮氧化物的吸附剂再经天然气和水蒸气处理将硫氧化物转化成H₂S，从而达到净化烟气的目的；CN101203931A公开了一种脱除催化裂化再生烟气硫氧化物和氮氧化物的方法，其原理和方法与上述的Asitk K.Das相似，所不同的是用催化裂化催化剂代替Na-γAl₂O₃吸附剂，吸附剂的使用寿命更长，操作成本降低。

在上述的诸多专利方法中，虽然能有效地同时脱除烟气中的硫氧化物和氮氧化物，但也存在一些不足：1)需要注入氨、炼厂干气、天然气等还原性物质；2)吸附剂吸附一再生需要在不同的温度下进行，能耗较高；3)需要后续工艺处理硫化物；4)工艺过程相对复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够同时脱除烟气中的硫氧化物和氮氧化物的催化剂组合物，并且操作工艺简单，操作费用相对较低。

为解决上述问题，本发明一种脱除烟气中硫氧化物和氮氧化物的催化剂组合物，所采用的技术方案是：所述催化剂组合物包括将脱氮氧化物还原剂、催化剂和钙基吸附剂。其中所述的催化剂包括起主催化剂作用的流化催化裂化废催化剂和起辅助催化作用的辅助催化剂；所述脱氮氧化物还原剂为固体炭质还原剂，钙基吸附剂为生石灰或熟石灰。