[发明专利]一种用于烟气脱汞的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种用于烟气脱汞的催化剂及其制备方法和应用，该催化剂由载体、活性组分和助剂三部分组成，所述载体为二氧化钛，所述活性组分为锰元素，所述助剂为铌元素，其中，锰元素：铌元素：钛元素的摩尔比为0.13：0.02：1，催化剂制备采用共沉淀法，最后制得的催化剂可对发电用燃气轮机和燃煤锅炉等排出的废气中汞元素进行处理，可明显提高低温脱汞的活性和催化能力，250℃以上即可达到95％以上的汞脱除率，具有较强的工业应用价值，可以广泛用于汞的催化氧化。

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其是涉及一种用于烟气脱汞的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

元素汞(Hg⁰)是煤燃烧设备烟气中重要的污染物，对生态环境和人体健康具有较强的毒性作用。目前，对于Hg⁰排放控制，活性炭喷射(ACI)技术在燃煤电厂中表现出最佳性能。然而，这技术仍然存在一些固有的缺陷，例如ACI的高成本。

由于Hg²⁺的高溶解度，如果Hg⁰被氧化成Hg²⁺，通过在燃煤电厂的湿式烟气脱硫(WFGD)洗涤器中吸收Hg²⁺可以获得一个经济的去除Hg⁰的过程。研究表明基于某些金属氧化物SCR催化剂将Hg⁰转化为Hg²⁺的可行性，如果Hg⁰转化率超过80％，与传统的ACI方法相比，SCR和WFGD的组合将更加经济地去除Hg⁰。

在脱硝和Hg⁰氧化的SCR催化剂中，Mn/TiO₂催化剂因其环保性质和低温SCR反应活性高而成为人们关注的焦点。除此之外，MnO_x中具有各种价态的Mn物种使得Mn/TiO²催化剂成为氧化还原反应的竞争选择，包括Hg⁰氧化。然而，用于Hg⁰氧化的SCR反应器仍位于WFGD洗涤器的上游，因此Mn/TiO₂催化剂与SO₂的接触是不可避免的。然而，Mn/TiO₂催化剂对SO₂的不良抵抗是一个众所周知的事实，在低温脱汞的过程中催化剂不能保持高活性，催化效率低，此外，还存在抗水抗硫中毒问题。如果能开发出高效的脱汞催化剂，则可以很好的解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于烟气脱汞的催化剂及其制备方法和应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于烟气脱汞的催化剂，由载体、活性组分和助剂三部分组成，所述载体为二氧化钛，所述活性组分为锰元素，所述助剂为铌元素，其中，锰元素：铌元素：钛元素的摩尔比为0.13：0.02：1。

一种用于烟气脱汞的催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将可溶性铌盐、可溶性锰盐以及可溶性钛盐溶解在去离子水中，室温下搅拌均匀，得到混合溶液；

(2)将氨水倒入混合溶液，并调整混合溶液的PH值达到10，形成沉淀，搅拌5～10min后静置，多次倒去上层清液并添加新的去离子水，直至溶液的PH值达到7；

(3)将沉淀过滤，烘干后移至马弗炉煅烧，即得到产品。

优选地，步骤(1)所述可溶性铌盐为(NH₄)₃[NbO(C₂O₄)]。

优选地，步骤(1)所述可溶性锰盐为C₄H₆MnO₄。

优选地，步骤(1)所述可溶性钛盐为Ti(SO₄)₂。