[发明专利]低温脱除燃煤废气中NOx和Hg0的催化剂制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，特别是指一种低温高效脱除燃煤废气中NO_x和Hg⁰的Ce_xZr_yMn_zO₂/γ-Al₂O₃催化剂制备方法。

背景技术

在大气污染控制技术领域中，燃煤排放的废气中存在大量的氮氧化物(NO_x)和元素汞(Hg)污染物。NO_x导致全球气候变化，也会产生阴霾，酸雨等二次污染；汞具有挥发性、持久性和高度的生物积累性，同样对人类和环境造成极大的伤害。因此NO_x和汞是目前环保领域中急需治理的主要污染物。高效脱除燃煤烟气中的NO_x和Hg具有非常重要的环境和健康价值，成为研究热点。

然而，废气中气态单质汞的净化，主要是通过活性炭注射技术(activated carbon injection technologies)，这种方法能够有效的脱除气态汞，然而该技术运行成本非常大，而且不能同时有效的脱除废气中的氮氧化物。而氨气选择性催化还原法是目前主流的脱硝技术，并且SCR催化剂能氧化单质汞，可将Hg⁰氧化成Hg²⁺,以便于后续WFGD装置的脱除，故采用SCR系统来进行NOx和Hg⁰的脱除成为了新的研究的热点。该技术的核心在于研制高效运行的催化剂，用于NOx和单质汞的高效脱除。传统的SCR催化剂V₂O₅/TiO₂工作窗口较窄(300-400℃)，且催化剂易中毒，故研究一种低温高效的催化剂用于脱除氮氧化物和单质汞越来越受到重视。

同时脱除燃煤废气中的NO_x和Hg⁰具有良好的社会价值和市场应用前景，可广泛应用于火电、钢铁、陶瓷等行业末端尾气的协同高效治理，故开发出一种低温条件下能够高效脱硝脱汞的样品具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低温高效脱除燃煤废气中NO_x和Hg⁰的Ce_xZr_yMn_zO₂/γ-Al₂O₃催化剂制备方法。

该方法具体步骤如下：

(1)将γ-Al₂O₃进行预处理，得到试样的载体；

(2)将步骤(1)中得到的载体浸渍于一定质量浓度的金属盐溶液中，浸渍一定时间后，进行干燥；

(3)将步骤(2)干燥后的样品在一定温度下焙烧，制得脱除NO_x和Hg⁰的Ce_xZr_yMn_zO₂/γ-Al₂O₃催化剂样品。

其中，步骤(1)中预处理方法为先用去离子水冲洗样品5-8次，之后进行干燥，干燥后在一定温度下进行焙烧；其中，干燥时间为2-4h，焙烧时间为2-5h。干燥的温度为100-150℃，所述焙烧的温度为200-400℃。

步骤(2)中金属盐溶液为下述至少三种：醋酸锰、硝酸铈、硝酸铜、硝酸钴、硝酸锆；金属盐溶液质量浓度为1-30％，浸渍时间为6-48h。优选的，步骤(2)中金属盐溶液为醋酸锰、硝酸铈、硝酸锆三种混合；步骤(2)中金属盐溶液质量浓度为2-20％。更为优选的，步骤(2)中金属盐溶液质量浓度为2-15％。

步骤(3)中煅烧温度为550-650℃，煅烧时间为2-10h；煅烧过程中，升温速度为1-20℃/min。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，原料来源广，制备工艺简单，负载物成本低，便于工业化生产。该样品低温活性好，不仅对NO_x的净化效率高，而且能够同时高效脱除废气中的Hg⁰，可广泛应用于火电、钢铁、陶瓷等行业末端尾气的协同高效治理。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。