[发明专利]一种低温脱硫脱硝催化剂及烟气低温一体化脱硫脱硝方法

说明书

本发明涉及一种低温脱硫脱硝催化剂及烟气低温一体化脱硫脱硝方法，该催化剂由以下方法制备而成：1)将半焦颗粒与氧化钙微粉混合得混合物；2)将混合物在持续通入水蒸气与CO₂的混合气条件下进行高温活化得活化载体；3)制备含硝酸铜、硝酸锰和氯化钠的前驱体溶液；4)采用等体积浸渍法，用前驱体溶液浸渍活化载体，使CuO和MnO₂在活化载体上的总负载质量达到4.0％‑6.0％，即得。本发明采用多种活化方式协同作用，极大改善了半焦的比表面积和孔容；NaCl存在下，在活化载体上负载CuO和MnO₂，活性半焦的吸附活性与CuO、MnO₂协同作用，所得催化剂具有较高的脱硫脱硝效率、硫容及较长的催化活性周期。

技术领域

本发明属于烟气一体化脱硫脱硝技术领域，具体涉及一种低温脱硫脱硝催化剂，同时还涉及一种采用该低温脱硫脱硝催化剂的烟气低温一体化脱硫脱硝方法。

背景技术

煤烟型污染是我国大气污染的主要特征，燃煤烟气中含有PM、SO₂、ON_X、Hg、CO₂等多种污染物，其中SO₂和ON_X的大量排放是酸雨和光化学烟雾形成的主要因素，不仅对生态环境和社会环境造成了严重的破坏，如致使土壤酸化、动植物生长缓慢、水体酸化、建筑腐蚀等，还极大的危害人类的健康，如大气中的SO₂对呼吸道粘膜有强烈的刺激作用，人体吸入后可引发支气管炎、肺炎，甚至是肺水肿和呼吸麻痹；人体吸入ON_X后会产生硝酸，破坏血液中的血红蛋白，降低血液输氧能力，造成缺氧而引起中枢神经麻痹。因此，削减和控制燃煤烟气中SO₂和ON_X的大量排放刻不容缓。

根据脱除气体的种类可将烟气脱硫脱硝技术分为烟气脱硫技术、烟气脱硝技术和烟气一体化脱硫脱硝技术。目前应用最为广泛和成熟的是烟气脱硫技术，随着人们生活质量的提高和对ON_X危害认知的逐渐加深，烟气脱硝也备受关注。而烟气一体化脱硫脱硝技术是将脱硫过程和脱硝过程整合到同一套反应装置中，同时实现烟气中SO₂和ON_X的脱除，具有减少设备配置、节约工程空间、降低投资、操作和维护费用等优点，已成为烟气净化技术发展的一个趋势。

适合工业化大规模应用的烟气一体化脱硫脱硝技术主要有固体吸附催化法和催化氧化还原法。催化氧化还原法是以负载在载体上的金属氧化物为活性成分，将烟气中的SO₂催化氧化为SO₃，并进一步生成硫酸盐，喷氨条件下，将ON_X选择性还原为N₂，吸硫饱和后的催化剂在还原性气氛中再生，并可实现硫的资源化；目前已开发的催化剂有CuO/SiO₂、CuO/γ-Al₂O₃等。该方法的操作温度窗口普遍偏高，如CuO/γ-Al₂O₃在300℃-450℃具有较好的同时脱硫脱硝性能，但操作温度较低时催化剂达不到足够的催化活性，脱硫脱硝反应无法进行，因此需要加热装置对烟气进行二次加热，成本较高，且该催化剂硫容较小，需要频繁再生，也进一步提高了催化剂的损耗、增加了成本。固体吸附催化法常用的固体吸附剂有活性炭、分子筛、硅胶等，在烟气中有氧和水的条件下，在活性炭脱硫系统中喷入氨气即可同时脱除SO₂和ON_X；该方法的操作温度窗口较低，在120℃-160℃之间时具有较高的脱除效率，但由于活性炭价格高、强度低，吸附及再生过程损耗大，且易被烟气中的氧气氧化，限制了其推广使用。

烟气一体化脱硫脱硝技术已经成为控制燃煤烟气污染排放的开发热点，如何提供一种投资少、成本低且低温下适用的脱硫脱硝催化剂及对应的烟气一体化脱硫脱硝方法，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温脱硫脱硝催化剂，成本低且在低温下具有较高的烟气脱硫脱硝效率。