[发明专利]氧化脱硝催化剂及烟气催化氧化脱硝方法与装置

说明书

本发明提供一种氧化脱硝催化剂及烟气催化氧化脱硝方法与装置。该氧化脱硝催化剂的组分包括Fe‑Ce固溶体，且其制备原料中Ce元素与Fe元素的摩尔比为5:0.2‑2.5。烟气催化氧化脱硝的方法包括烟气在上述催化剂的作用下实现氮氧化物与氧气的氧化反应；反应后的烟气使用吸收液进行吸收去除烟气中的氮氧化物。烟气催化氧化脱硝装置包括催化氧化反应器和吸收器；催化氧化反应器采用催化剂粉体流化床工艺，设有塔状本体，本体上部设催化剂入口和烟气出口、下部设烟气入口、内壁设至少一个挡板且挡板位于催化剂入口和烟气入口之间。所述催化剂能够实现在非液态环境下进行氮氧化物催化氧化，且温度窗口较低较广。

技术领域

本发明属于烟气脱硝技术领域，涉及一种氧化脱硝催化剂及烟气催化氧化脱硝方法与装置。

背景技术

氮氧化物是大气中主要污染物之一，也是导致光化学烟雾的主要污染物之一，氮氧化物与大气中多种VOC发生一系列的反应，导致光化学烟雾，严重影响环境。选择性催化还原(SCR)技术是目前最成熟，工业应用最为广泛的固定源氮氧化物去除技术，NOx在还原剂和催化剂的作用下生成无害的组分。目前处理工业窑炉烟气使用的SCR催化剂以钒基为主，还原剂多使尿素热分解或氨水产生的氨气，这些催化剂往往需要在300℃以上才能具有良好的NOx去除效率。而对于一些温度相对较低的烟气(如烧结烟气，烟温一般在200℃以下)其脱硝能力大幅下降，因此在低温SCR催化剂工艺更加成熟之前，低温工业烟气迫切需要更加适合的方法来进行脱硝。

相比较而言，氧化脱硝法的烟气温度窗口更低更广，例如部分在液相环境下实现氮氧化物氧化催化的氧化催化剂能在150℃条件下达到85％以上的NO氧化效率，非常适合用于除尘脱硫后的脱硝工艺。然而鉴于其需要在液相环境下实现氮氧化物的催化氧化，一方面致使催化氧化脱硝装置较为复杂需加装大量喷淋、回流、处理装置等，另一方面会导致产生大量废液造成二次污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化脱硝催化剂，该氧化脱硝催化剂能够实现在非液态环境下进行氮氧化物催化氧化，且温度窗口较低较广。

为了实现上述目的，本发明提供了一种氧化脱硝催化剂，其中，该催化剂的组分包括Fe-Ce固溶体，其中，该催化剂的制备原料中Ce的前驱体中的Ce元素与Fe的前驱体中的Fe元素的摩尔比为5:0.2-2.5。

在上述氧化脱硝催化剂中，优选地，所述Fe-Ce固溶体为CeFeO₃。

在上述氧化脱硝催化剂中，优选地，该氧化脱硝催化剂通过下述制备方法制备得到：

1)将Ce的前驱体溶液与Fe的前驱体溶液混合并加入柠檬酸得到混合溶液A；

2)混合溶液A在加热条件下形成胶体，胶体烘干后进行焙烧得到所述氧化脱硝催化剂。

在上述氧化脱硝催化剂中，优选地，Ce元素与柠檬酸的摩尔比为5:(5-10)，例如5:10。

在上述氧化脱硝催化剂中，步骤2)加热的温度可以为75-85℃(例如80℃)，但不限于此；烘干的温度可以为110-140℃(例如135℃)，但不限于此；焙烧可以通过500-600℃(例如550℃)焙烧3-6h(例如5h)的方式实现，但不限于此。

在上述氧化脱硝催化剂中，优选地，所述混合溶液A在加热条件下形成胶体之前调整Ph值为2；更优选地，使用稀硝酸调整Ph值。

在上述氧化脱硝催化剂中，优选地，Ce的前驱体为Ce盐，其中，Ce盐经过所述焙烧后仅Ce元素和氧元素或者仅Ce元素进入催化剂中，例如Ce(NO₃)₃·6H₂O。

在上述氧化脱硝催化剂中，优选地，Fe的前驱体为Fe盐，其中，Fe盐经过所述焙烧后仅Fe元素和氧元素或者仅Fe元素进入催化剂中，例如Fe(NO₃)₃。