[发明专利]一种含Ce超低V脱汞催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及用于燃煤电厂对Hg进行氧化脱除的催化剂，具体涉及一种环境友好型含Ce超低V脱汞催化剂。属烟气脱汞技术领域。

 

背景技术

汞是自然界唯一的液态金属元素，熔点只有-38.89℃。它作为一种有毒物质的历史已经很久，属于毒性最强的痕量元素之列。汞对生态环境的污染虽然是缓慢的，但进入大气、水体和土壤之后，会在生物体内聚集，给人类生态环境造成严重危害。中国环境保护部颁布了最新的《火电长大气污染物排放标准（GB13223-2011）》，要求从2015年起，将电厂燃煤烟气中汞及化合物排放量控制在0.03mg/Nm³。

对于燃烧烟气汞的排放控制，目前较为成熟的脱汞方法有SCR催化氧化法和以活性炭为代表的吸附法。由于活性炭吸附法存在低容量、混合性差，低热力学稳定性的特点，而且活性炭的利用率低、耗量大、直接使用活性吸附法成本过高。目前，在建或拟建的烟气脱硝结组约90%采用SCR脱硝脱汞技术。催化剂是SCR技术的核心，现有商用催化剂一般为V₂O₅-WO₃/TiO₂。研究表明，商用的钒钛钨催化剂虽然对单质汞有较好的氧化作用，但是V含量的增加会将烟气中更多的SO₂氧化，不利于烟气脱硝脱汞。同时V₂O₅毒性较大，对环境造成严重破坏。

铈是稀土元素之一，我国是稀土生产大国，如果能开发出具有高效抗中毒性能的稀土元素为主的新型脱汞催化剂，必将大大降低催化剂的生产成本，并且能够提高稀土产品的高科技附加值，带动稀土工业的发展。因此改良的钛钨基催化剂是及其有必要，同时也具备良好的商用研究价值。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种安全、低污染、催化性能优良，低成本的烟气脱汞催化剂。

实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种含Ce超低V脱汞催化剂，其特征在于，所述脱汞催化剂的特征表达式为：                                               ；其成分的重量百分比为： 为1～10，为 0～0.1， 为2～5，余量为纳米载体。

进一步，含Ce超低V脱汞催化剂，各成分重量百分比为：为 1～10， 为0.1， 为5，余量为纳米载体。

所述含Ce超低V脱汞催化剂的制备方法，包括以下步骤：

   1）制备浸渍液：按比例将一定量的偏钒酸铵和钨酸铵，加入到5~6ml的草酸助溶剂中，用400ml去离子水混合，在60~70℃水浴条件下搅拌，搅拌直到充分溶解均匀；

其中，偏钒酸铵和钨酸铵的重量比为0.021~0.030；偏钒酸铵和草酸按物质的量之比为（1 ：4.5）；

2）采用一步浸渍法，将一定量复合载体粉末和CeO₂粉末浸渍于步骤1）配制好的浸渍液中，再将该混合浆液在超声波浸渍1~2h，再磁力搅拌10~12h，再在室温下静置24~36h，最后在110℃条件下恒温烘干10~12h；

其中，复合载体粉末、CeO₂粉末和前浸渍液的重量比为：

    = 20：（0.3201~3.5336）：（350~500）；

  3）烘干后得到的样品，在空气气氛中先后经260~280℃煅烧1~2h和550~560℃煅烧3~4h；待冷却后研磨得到催化剂样品。

待冷却后碾磨筛成40～60目的复合载体。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明以为复合载体，和为活性成分，以为助催化剂；用活性成分CeO₂来替代V₂O₅达到更好的催化氧化效果；的量由传统的1%~2%降到0.1%。尽可能的降低了失活后的催化剂对环境的危害。在不添加其它脱汞设备，有效提高烟气中Hg的脱除率。本催化剂在有优良的汞的氧化效果，明显地降低了Hg的排放量。

2、同传统的钛钨基催化剂相比较，本发明含Ce超低V催化剂，表现出良好的脱汞性能，有稳定的反应温度区间，实现对汞的高效氧化脱除，并且具有成本低廉，对环境的危害很小的特点，能够满足烟气脱硝的要求，有利于推动我国脱硝催化剂产业化进程，具有良好的应用前景。