[发明专利]一种同步脱硝脱汞催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步脱硝脱汞催化剂及其制备方法，属于大气污染控制领域。

背景技术

随着我国社会经济的不断发展和人民生活水平的逐步提高，伴随的环境污染问题也日益突显。我国以燃煤为主的能源结构短期内是不会改变的， 由此带来的氮氧化物、硫氧化物等烟气环境污染问题将日益严重。同时为满足生态文明和科学发展的建设需求，国家对大气环境污染物的治理标准越来越严格，最新修订的《火电厂大气污染物排放标准》已于2012年正式实施，首次将每立方米所含汞的毫克数予以了明确限定，燃煤汞排放污染控制势在必行。烟气污染物的成分复杂，加大了净化工作的难度。目前将针对不同类型烟气污染物的净化设施机械组合固然可以达到一定的污染物脱除效果，但成本问题不容忽视。因此，多污染物的联合脱除是今后烟气治理的主流发展方向。常规的WFGD系统可以去除烟气中绝大多数污染物，但由于其低水溶性、易挥发等特性，Hg⁰以及NO₂捕集率很低，不能满足排放标准，因此，将湿法不易去除的NO和Hg⁰转化为易于捕集的NO₂和Hg²⁺是目前研究的重点。寻找积极有效的NO和Hg⁰同步催化氧化方法提高湿法去除率，进而促进同步脱硝脱汞工艺的开发是现在大气污染控制的研究的热点。

目前对于NO和Hg⁰的同步脱除的研究主要集中在改进型SCR催化剂方面。传统的SCR催化剂由于含有V₂O₅等组分在催化NOx反应的过程中同时会伴有SO₂向SO₃的转化。但是，SO₃会与SCR反应体系中的NH₃以及H₂O作用生成NH₄HSO₄、(NH₄)₂SO₄、H₂SO₄等导致设备结垢、腐蚀并抑制催化剂的活性。研究表明，抑制SCR过程中SO₃的产生的最佳温度应低于360℃，但是传统的SCR催化剂为了确保良好的脱硝效率需要较高的温度。因而，有不少学者研制了具有低温活性的SCR催化剂来达到对NO₂和Hg的同步脱除，但实际上，在较低温度下生成的(NH₄)₂SO₄等物质即便再少也会因难以分解而很快积累结垢进而破坏催化剂的正常功能。故基于改进SCR催化剂同步脱硝脱汞的思路是难以走通的。因此，从选择性催化氧化的角度入手，充分利用催化剂的自身性能和烟气条件，采用适当方法制备出能够同步催化氧化NO和Hg⁰的新型催化剂，对烟气污染物联合脱除新技术的开发具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种基于催化氧化能够实现同步脱硝脱汞功能的复合氧化物催化剂及其制备方法。本催化剂可替代传统的商业脱硝催化剂，将NO和Hg⁰转化为易于湿法捕集的NO₂和Hg²⁺，在不增加燃煤电厂烟气处理设施的前提下，实现对NO_x和Hg⁰排放的协同控制，而且催化剂性能可靠，制备方法简单，利于工程化应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种同步脱硝脱汞催化剂，包括催化剂粉体和衬底，催化剂粉体涂覆在衬底上；所述催化剂粉体包括活性组分和载体，活性组分负载在载体上；所述活性组分为铌氧化物，所述载体为r-Al₂O₃。

所述催化剂粉体还包括助剂组分，所述助剂组分为氧化铈、氧化钴、氧化镍中的一种或几种。

所述活性组分占催化剂粉体的质量百分数为10～35%；所述助剂组分占催化剂粉体的质量百分数为0%～15%。

所述氧化铈占催化剂粉体的质量百分数为0%～5%；氧化钴占催化剂粉体的质量百分数为0%～5%；氧化镍占催化剂粉体的质量百分数为0%～5%。

所述衬底为不锈钢板、不锈钢网或钛板；所述衬底的厚度为0.5mm，催化剂粉体的厚度为0.5mm。

一种制备上述同步脱硝脱汞催化剂的方法，包括如下步骤：