[发明专利]一种同时脱硫脱硝催化剂

说明书

技术领域

本发明属于烟气治理技术领域，具体地说是一种同时脱硫脱硝催化剂，是一种碳载稀土金属氧化物催化剂。

背景技术

煤炭与石油是工业生产和日常生活中的主要能源，然而在其加工与使用过程中产生了大量的SO₂和NO_X，造成酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等大气污染，严重危害生态系统和人体健康。且随着经济的发展，硫氧化物和氮氧化物的排放量呈上升趋势，因此，治理大气污染的重中之重是开发脱硫脱硝技术。

目前工业上脱硫脱硝主要采用湿法烟气脱硫(FGD)和选择性催化还原（SCR）脱硝两个独立工艺相结合的技术，该联合法存在占地面积大、设备复杂、投资运行成本高等缺点。同时脱硫脱硝技术则具有结构紧凑、易操作、费用低等优点。同时脱硫脱硝技术是指使用一种催化剂或吸附剂在一个过程内将烟气中的SO₂和NO_X同时脱除的技术，分为湿法和干法两大类，但湿法存在脱硫效率低、吸收液再生困难、二次污染等缺点。而干法同时脱硫脱硝技术主要有活性炭法、等离子体法和氧化铜法等，其中活性炭法不需要工艺水及废水处理，烟气排放前也不需要加热，但存在活性炭消耗量大、塔内气流不均、设备腐蚀等问题；等离子体法包括脉冲电晕法和电子束照射法，副产物为硫酸铵和硝酸铵，但投资费用及能耗很高，难以推广；氧化铜法虽无二次污染等问题，但该催化剂存在易失活、再生困难和后期处理过程复杂等缺点，至今尚未有工业化应用的报道。虽然前两者已在少数国家得到工业化应用，却不能脱除诸如烧结烟气、石油流化催化裂化烟气等烟气中含有的大量CO。此外尚有很多同时脱硫脱硝催化剂处于研究开发之中，如催化学报，2000,21（6）：547-550报道的Nd₂O₃、中国专利CN 1475305A公开的“一种同时脱离脱硝催化剂及应用方法”中的V₂O₅/AC等催化剂，前者以CO为还原剂，在410℃时才达到90%，能耗过高，起活慢；后者以NH₃为还原剂，虽然能够实现低温下的同时脱硫脱硝，但其副产物会附着在催化剂表面上造成活性下降或失活，操作与催化剂再生过程复杂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的工艺复杂、副产物二次污染、催化剂易失活等不足之处，而提供一种制备及再生方法简单且性能高效稳定的同时脱硫脱硝催化剂。

本发明目的可以通过如下措施来实现：一种同时脱硫脱硝催化剂，由70～99.9%质量百分比的载体、0.1～30%质量百分比的活性组分氧化镨和0～15%质量百分比的助催化剂氧化镍或氧化钴组成，其中活性组分和助催化剂的总负载量在催化剂中的质量百分比为0.1～30%。

所述的使用的载体为活性炭、活性焦或活性碳纤维中的任何一种，其比表面积为150～2500m²·g^-1。

所述的负载的活性组分为Pr₆O₁₁。

所述的用的助催化剂为NiO、CoO中的一种或两种。

本发明催化剂是采用公知的、传统的、操作简单的等体积浸渍法制备而得。

本发明是针对燃煤烟气、烧结烟气、石油催化裂化烟气等烟气中含有大量SO₂和NO污染物，开发一种能在300～500℃之间使用的高效同时脱硫脱硝催化剂，该催化剂以CO为还原剂，有效催化CO还原SO₂为S，回收单质硫，还原NO为N₂，同时消除CO污染，最终达到以废治废、变废为宝的目的。

本发明的催化剂是以活性炭、活性焦或活性碳纤维为载体，采用等体积浸渍法，将载体在镨盐与镍盐或钴盐的混合溶液中浸渍，充分干燥后在惰性气体保护下进行焙烧制得，负载在载体上的原料盐，在焙烧过程中生成催化剂中的相关活性组分及助催化剂的氧化物。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

（1）本发明以活性炭质材料（活性炭、活性焦或活性碳纤维）、镨盐（硝酸镨、醋酸镨等）、镍盐（硝酸镍、醋酸镍等）和钴盐(硝酸钴、醋酸钴等)为原料，来源广泛，易获取、成本低、制备及再生方法简单。

（2）本发明催化剂比表面积大，活性高，稳定性好，可操作温度窗口宽，在300~500℃范围内的长时间模拟试验中，脱硫脱硝率均达90%以上。