[发明专利]一种烟气协同脱硝脱汞催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种烟气协同脱硝脱汞催化剂及其制备方法。所述催化剂以ZrO₂及TiO₂为复合载体，V₂O₅及含氯前驱体制备的CuO为活性组分，CeO₂、WO₃为活性助剂，活性组分及活性助剂通过浸渍法负载到载体表面。催化剂主要组分及含量为V₂O₅：0.6‑4.5％，CuO：2.0‑6.5％；WO₃：1.8‑10％，CeO₂：2.0‑8.5％，ZrO₂：15‑35％，TiO₂：35.5‑78.6％。所述催化剂采用分步浸渍法，通过调控分步浸渍的组分含量及浸渍时的操作参数以促进活性组分分布，提高催化剂的性能。本催化剂不仅具有良好的脱硝活性，而且在烟气中不含Cl或HCl的情况下也具有较高的脱汞活性。本发明利用现有脱硝装置，通过对现有脱硝催化剂技术改进优化，无需增加新的设备即可同步实现烟气中氮氧化物、汞的高效脱除，非常适合我国当前国情，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于催化剂材料制备及大气污染控制技术领域，具体涉及一种烟气协同脱硝脱汞催化剂及其制备方法。

背景技术

煤炭是最重要的能源之一，煤的燃烧会产生粉尘、硫氧化物(SO_x)、氮氧化物(NO_x)和有毒重金属汞等污染物，这些污染物的排放会对全球生态环境造成严重的危害。目前我国大部分燃煤电厂已完成脱硫脱硝改造，对烟气中有毒重金属Hg⁰的脱除逐步成为了环保领域的研究热点。但是，目前工业领域还没有成熟、高效、可靠的脱汞技术。

燃煤烟气中的汞主要以气态单质汞、气态二价汞和颗粒态汞三种形态存在。气态单质汞在气态汞中占主要存在形式，且难以通过除尘、吸收、吸附等方式脱除，成为烟气脱汞的重点与难点。通常需将气态汞氧化成容易脱除的二价汞后通过其他手段脱除。

电厂现有的脱硫装置、脱硝装置和除尘装置在脱除主要污染物的同时有协同脱除汞的能力，充分利用现有烟气净化设备的潜力，并结合已有的脱汞技术进行联合脱汞，是一种控制燃煤电站汞排放的优选策略。燃煤电厂可利用湿法脱硫装置除去80％～95％的Hg²⁺。燃煤电厂的除尘装置通常有袋式除尘器或者静电除尘器等，可除去绝大部分颗粒态Hg^p，除尘设备的除汞效率主要取决于烟气的化学特性以及汞的存在形态，对气态Hg⁰和Hg²⁺脱除效率相对较低。因此，烟气中气态Hg⁰的脱除是脱汞技术的难点与重点。

选择性催化还原(SCR)脱硝工艺是燃煤电厂应用最广泛、最有效的烟气NO_x控制技术，通常可以达到80％～90％的脱硝效率。选择性催化还原技术不仅能够有效控制NO_x排放，而且对Hg⁰的催化氧化也有一定的效果。利用现有脱硫脱硝装置实现汞的联合脱除，成本低，无需增加新的设备，非常适合我国当前国情，将是一个非常有前景的方向。但是，受烟气组分及反应条件的影响，普通SCR催化剂催化Hg⁰氧化效率有限，脱汞效率低，需要对其配方进行优化改进，开发出一种具有稳定高效脱硝脱汞效果的催化剂。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种烟气协同脱硝脱汞催化剂及其制备方法，用于烟气中NO_x及Hg⁰等污染物的同步高效脱除。本发明在现有脱硝催化剂技术基础上，通过对其进行改性优化，提高催化剂抗中毒能力，并负载活性组分CuCl₂，提高催化剂的脱汞效率，达到利用现有脱硫脱硝装置实现汞的联合脱除的有益效果。

本发明的技术内容如下：