[发明专利]一种具有零价汞氧化性能的SCR催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电力环保技术领域，涉及一种新型催化剂，具体涉及一种具有零价汞氧化性能的SCR催化剂及其制备方法。

背景技术

汞是一种有毒的重金属元素，也是一种重要的大气污染物。它具有挥发性、持久性和生物累积性，可通过食物链进入人体，对人的神经系统和生长发育产生致命影响。燃煤电厂是最主要的人为汞排放源。由于我国煤炭消耗量大，煤中汞含量高，导致汞污染问题比较严重。2011年国家环保部颁布了新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），也首次规定了汞的排放限值。因此，研究燃煤电厂的烟气脱汞具有重要意义。

汞在电厂烟气中的存在形式主要有三种：颗粒汞、二价离子汞和零价汞，其中零价汞占烟气中总汞的20～80%。常用的烟气净化装置对汞具有一定的协同脱除效果，主要表现为：除尘装置可有效除去烟气中的颗粒汞，而湿法脱硫装置则可有效除去烟气中的二价离子汞。由于零价汞易挥发、难溶于水，很难被常规的空气污染物控制设备所除去，因此，零价汞的脱除成为烟气脱汞技术研究的重点与难点。常见的思路是先将零价汞氧化为二价离子汞，然后在湿法脱硫中将二价离子汞除去，从而实现零价汞的脱除。

综述国内外文献发现，目前氧化零价汞的方法主要有：光催化氧化法（Tai Gyu Lee.Chemosphere,2006,62:26～33;Jae Han Cho.Journal of Industrial and Engineering Chemistry,2013,19:144～149.）、金属（或金属氧化物）氧化法（Jason A H.Environ.Sci.Technol.,2008,42:6677～6682；Wu S J.Fuel,2006,85:213～218.）和SCR催化氧化法（Yang Hong-min.Journal of Environmental Sciences,2007,19:181-184;Yujin Eom.Catalysis Letters,2008,121:219～225）。其中，SCR催化氧化法可利用电厂现有的脱硝装置进行协同脱汞，其成本低，便于实施，具有广阔的工程化应用前景，备受关注。但研究发现：商用SCR脱硝催化剂对零价汞的氧化效率受煤中氯含量（或烟气中HCl含量）影响显著；在氯含量低的煤烟中，其零价汞氧化效率通常在10%以下，而要获得高的汞氧化率，烟气中HCl浓度必须高达数百ppm。由于我国煤种大多为低氯煤，烟气中HCl含量较低（30～50ppm），不宜用SCR催化氧化法脱汞。因此，采用适当的方法对SCR脱硝催化剂进行改性，制备出一种新型的SCR型脱汞催化剂，以克服其汞氧化性能受燃煤中氯含量影响的问题，显得尤为必要与重要。

发明内容

本发明提供了一种具有零价汞氧化性能的SCR催化剂及其制备方法，该催化剂在保持较高脱硝效率的情况下具有优异的零价汞氧化性能，而且制备该催化剂的方法具有原料来源广、成本低、操作简单、利于工程化应用等特点。

为了达到上述目的，本发明具有零价汞氧化性能的SCR催化剂以商用SCR脱硝催化剂为主体，通过溶液浸渍法，将金属氯化物均匀分散于主体中而得到的。

所述的商用SCR脱硝催化剂为蜂窝状，壁厚为0.7mm，节距为6.8mm；且商用SCR脱硝催化剂按照质量分数，含有0.5～1%的主催化剂V₂O₅，5～10%的助催化剂WO₃，80～85%的载体TiO₂。

所述的金属氯化物为氯化铜或氯化铁。

所述的SCR催化剂中金属氯化物的质量分数为1～4%。

一种制备具有零价汞氧化性能的SCR催化剂的方法，包括以下步骤：

1）将商用SCR脱硝催化剂加入金属氯化物水溶液中，浸渍后取出，得到金属氯化物处理过的SCR脱硝催化剂；

2）将金属氯化物处理过的脱硝SCR脱硝催化剂进行干燥，即得到具有零价汞氧化性能的SCR催化剂。

所述的步骤1）中金属氯化物水溶液的浓度为1～2mol/L。

所述的步骤1）中的浸渍时间为1～2h。

所述的步骤2）采用烘箱对金属氯化物处理过的SCR脱硝催化剂进行干燥，且金属氯化物处理过的SCR脱硝催化剂是在空气气氛中干燥的。

所述的步骤2）的干燥温度为120～150℃，干燥时间为18～24h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：