[发明专利]一种碱性催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种同时脱除CO、NO、SO₂的碱性催化剂及其制备方法，利用沉淀法制备氧化镁为载体，负载铈铕复合氧化物为活性组分，添加钾钙复合氧化物为助催化剂组分。该催化剂反应活性较好、碱性较强，有利于在催化剂表面同时吸附NO、SO₂，并且通过CO催化还原NO、SO₂，生成CO₂、N₂和单质S。不但解决了常规SCR脱硝催化剂碱中毒问题，并且反应生成的副产品硫磺通过溶剂CS₂回收，采用蒸馏工艺回收CS₂溶剂，成本低，无二次污染，硫磺回收率高，解决我国目前硫磺产量较低的现状。

技术领域

本发明涉及大气净化领域，具体涉及一种碱性催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国属于能源生产大国，同时基于人口基数的原因，也导致我国成为能源消费大国，我国的能源结构目前依然是以煤炭为主，由于我国经济正在快速发展，特别是电力和钢铁工业的迅速发展，煤炭年消费总量也急剧上升。煤炭的燃烧产生大量的SO₂和NO_X等有害气体是我国大气污染的主要来源，同时也是造成我国酸雨的主要原因，严重的危害了人体健康和生态环境。

目前我国常规脱硫工艺可分为湿法、干法以及半干法脱硫。但是，脱硫工艺路线单一，脱硫副产物脱硫石膏、脱硫灰渣等的处置和消纳尚未引起足够重视。部分电厂已出现脱硫副产物石膏无处消纳的情况，只能采取堆放和抛弃的处置方式。大量的副产物仍然以露天堆放为主，不仅占用土地资源，还会对环境造成二次污染。此外，脱硫副产物未有效利用，会造成资源浪费。常规的脱硝技术以NH₃为还原剂，具有反应效率高、选择性好的特点，但NH₃成本高，NH₃逃逸后污染环境。在常规脱硝SCR技术中，燃料中的碱金属能够在燃烧过程中挥发，形成亚微米气溶胶颗粒并与催化剂反应，进而引起催化剂中毒失活，降低了催化剂寿命，增加SCR系统成本。

发明内容

本发明是针对上述存在的技术问题提供一种碱性催化剂及其制备方法和应用。

一种碱性催化剂，该催化剂以氧化镁为载体，铈铕复合氧化物为催化活性组分，钾钙复合氧化物为助催化剂组分，蔗糖为催化剂载体造孔剂；以载体质量为基准，催化活性组分的质量百分含量为1％～15％，助催化剂组分的质量百分含量为0.1％～5％，其中，活性组分中氧化铈、氧化铕的质量比为1：(0.1～3)，助催化剂中氧化钾、氧化钙的质量比为1:(1～5)。

在一些具体的技术方案中：催化活性组分的质量百分含量为5％～10％，活性组分中氧化铈、氧化铕的质量比为1：(0.1～0.5)。

在一些具体的技术方案中：助催化剂组分的质量百分含量为0.5％～2％，助催化剂组分中氧化钾、氧化钙的质量比为1:(2～3)。

一种上述催化剂的制备方法，所述的制备方法如下：

a、将六水合氯化镁和蔗糖分别溶解在水中，之后将得到的蔗糖水溶液缓慢滴加至的氯化镁水溶液中并混匀，得到混合液1；

b、将铈盐、铕盐、钾盐、钙盐溶于水后缓慢加入到混合溶液1中，在温度为70～80℃条件下搅拌4～6h后得到混合溶液2；

c、将混合溶液2中加入氨水，在温度为70～80℃条件下搅拌1～3h，，后置于鼓风干燥箱中100～120℃保温干燥，再置入马弗炉空气气氛中500～600℃焙烧4～5h后制得催化剂。

上述制备方法中：步骤(a)中六水合氯化镁：蔗糖的质量比为1：(0.2～0.25)。

上述制备方法中：步骤(b)中所述的铈盐为六水合硝酸铈或六水合氯化铈，铕盐为六水合硝酸铕或六水合氯化铕，钾盐为硝酸钾或氯化钾，钙盐为四水合硝酸钙或六水合氯化钙。