專利名稱：一種同時脫硝脫汞的復合催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種同時脫硝脫汞的復合催化劑及其制備方法，屬于大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域，用于脫除燃煤煙氣氮氧化物和單質(zhì)汞。
背景技術(shù)：
汞是一種在生物體內(nèi)和食物鏈中具有永久累積性的有毒物質(zhì)，可能導致肝炎、腎 炎、尿血等嚴重疾病。研究表明，汞化合物還可以通過胎盤進入胎兒體內(nèi)，從而嚴重影響胎兒的健康。汞由于其揮發(fā)性強、停留時間久和生物累積效應顯著等特點已作為優(yōu)先控制污染物。我國燃煤煙氣是最主要的汞排放源，在今后相當長的時間內(nèi)，我國以煤炭為主要能源消費結(jié)構(gòu)將難以改變。因此，緩解和控制燃煤汞排放是控制汞污染的主要措施之一。我國于2011年7月頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)中增設了燃煤鍋爐煙氣汞的排放標準，同時對氮氧化物的排放限制提出了更為嚴格的要求。國內(nèi)外對于煙氣中汞的治理還處于起步階段，目前還沒有成熟的工藝技術(shù)，大多是采用活性炭吸附法進行脫除，運行成本高，會給國內(nèi)燃煤電站的運營帶來巨大的經(jīng)濟壓力。煙氣中汞的形態(tài)分布即汞以何種形式存在，對汞排放控制技術(shù)的除汞效率有很大的影響。燃煤中汞主要以化合態(tài)形式存在，在通常的爐膛溫度范圍內(nèi)，汞的化合物處于熱不穩(wěn)定狀態(tài)，分解成熱穩(wěn)定的Hg°。因此在爐內(nèi)高溫下，燃煤中幾乎所有汞均轉(zhuǎn)變成零價汞，并以氣態(tài)形式存在于高溫煙氣中。Hgp由于其呈顆粒形態(tài)，能夠被除塵設備有效捕獲，Hg2+易溶于水且易附著在顆粒物上，可以被常規(guī)的污染物控制設備除去，例如濕式煙氣脫硫裝置、慣性除塵器、靜電除塵器(ESP)或布袋除塵器。電廠煙氣中氣態(tài)汞的形態(tài)差別很大，氣相汞中Hgtl與Hg2+的比例大約在7:3左右。Hgtl由于極易揮發(fā)且難溶于水，因此現(xiàn)有的煙氣污染處理裝置對Hg°的去除效率較低，若不添加輔助措施，大部分的零價汞將被直接排入大氣中。可見，燃煤電站煙氣中汞污染控制的難易程度，主要取決于汞的形態(tài)分布，即與其在煙氣中的形態(tài)特征密切相關(guān)。如何使Hg°最大化的轉(zhuǎn)變成Hg2+成為利用現(xiàn)有污染物控制裝置脫除汞的重點和難點。目前，國內(nèi)有關(guān)煙氣同時脫硝脫汞催化劑專利較少?，F(xiàn)有專利中，(CN102218266)是以TiO2為支撐體，以V2O5為活性組分的催化劑，催化活性高，不足之處在于催化劑成本昂貴而且有毒。(CN102294248)是以TiO2為載體，以MnO2-Fe2O3為活性組分的催化劑，催化活性高，但是該催化劑活性溫度窗口不高，限制了它在工業(yè)中的應用。因此開發(fā)一種環(huán)保高效廉價的復合金屬氧化物催化劑成為呃待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述不足之處，提供一種同時脫硝脫汞的復合催化劑及其制備方法，是一種具有同時脫硝脫性能的復合催化劑，將NOx選擇性催化還原(簡稱SCR)成N2,同時將Hg°氧化成Hg2+，無需另設脫汞裝置，也無需添加氧化劑，最大限度的利用現(xiàn)有裝置完成脫硝和脫汞反應。本發(fā)明一種同時脫硝脫汞的復合催化劑及其制備方法是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn) 一種同時脫硝脫汞的復合催化劑，其特征在于包括活性組分和載體，所述活性組分為CeO2和ZrO2，其中Ce/Zr摩爾比1:0.廣1，所述載體為蜂窩陶瓷、分子篩、陶瓷板、活性炭纖維、硅膠載體、硅藻土、金屬合金、濾袋的一種或多種。以載體的質(zhì)量為基準，所述催化劑活性組分的含量為59Γ30%。
本發(fā)明一種同時脫硝脫汞的復合催化劑還包括助劑，所述助劑為W、Cu、Fe和Ti的氧化物中的一種或兩種以上的任意組合。以載體的質(zhì)量為基準，所述助劑的含量為(Γ15%。本發(fā)明還提供了上述同時脫硝脫汞的復合催化劑制備方法，采用等體積浸潰法制備。其具體步驟如下
(1)將待用載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5 20%的HNO3溶液或HCl溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰5 15min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=5 7，放入6(Tl00°C烘箱中干燥24 48h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體可溶性鈰鹽和可溶性鋯鹽，其中鈰鋯元素的摩爾比為I :0.廣1，溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌2 10min，使之完全溶解；
(3)將步驟⑴得到的載體浸潰于步驟(2)得到的活性組分前驅(qū)體溶液中，靜置15 120min，于6(Tl00°C下干燥2 10h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為35(T800°C，焙燒時間控制在2 10h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。步驟(2)中所述的鈰前驅(qū)體可溶性鈰鹽為硝酸鈰、醋酸鈰或氯化鈰中的一種或兩種以上任意混合物。鋯前驅(qū)體可溶性鋯鹽為氯化鋯、氧氯化鋯、硝酸氧鋯或硝酸鋯中的一種或兩種以上任意混合物。本發(fā)明另提供一種同時脫硝脫汞的復合催化劑制備方法，其步驟如下
(1)將待用載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5 20%的HNO3溶液或HCl溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰5 15min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=5 7，放入6(Tl00°C烘箱中干燥24 48h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體可溶性鈰鹽和可溶性鋯鹽，其中Ce/Zr摩爾比1:0.Γ ,助劑的前驅(qū)體可溶性鎢鹽、可溶性銅鹽、可溶性鐵鹽、可溶性鈦鹽，按一定的元素摩爾比溶于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌5 20min，使之完全溶解；
(3)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(2)得到的混合溶液中，靜置15 120min，于6(Tl00°C下干燥2 10h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為35(Γ800 V，焙燒時間控制在2^10h,自然冷卻后即完成催化劑的制備。步驟(2)中所述的鈰前驅(qū)體可溶性鈰鹽選用硝酸鈰、醋酸鈰或氯化鈰中的一種或兩種以上任意混合物。鋯前驅(qū)體可溶性鋯鹽選用氯化鋯、氧氯化鋯硝酸氧鋯或硝酸鋯中的一種或兩種以上任意混合物；鎢前驅(qū)體可溶性鎢鹽選用偏鎢酸銨；鐵的前驅(qū)體可溶性鐵鹽選用硝酸鐵、醋酸鐵或氯化鐵中的物；鈦的前驅(qū)體可溶性鈦鹽選用四氯化鈦或鈦酸四丁酯一種或兩種以上任意混合；銅的前驅(qū)體可溶性銅鹽選用醋酸銅、氯化銅或硝酸銅一種或兩種以上任意混合。
本發(fā)明一種同時脫硝脫汞的復合催化劑與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的復合催化劑制備方法簡單、活性溫度窗口較寬且對環(huán)境無二次污染，在中溫燃煤煙氣中及較高的SO2濃度下，能高效、穩(wěn)定地催化還原N0X，最高脫除效率達97%，同時催化氧化Hg°，最高氧化效率達95%。本發(fā)明一種同時脫硝脫汞的復合催化劑是一種具有同時脫硝脫性能的復合催化齊U，將NOx選擇性催化還原(簡稱SCR)成N2,同時將Hg°氧化成Hg2+，無需另設脫汞裝置，也無需添加氧化劑，最大限度的利用現(xiàn)有裝置完成脫硝和脫汞反應。本發(fā)明公開了該催化劑的制備方法，采用浸潰法。本發(fā)明的催化劑具有較高的活性、選擇性和較寬的活性窗口，對惡劣運行工況具有較強的適應性，操作簡單。在實際應用中可利用已安裝的煙氣選擇性催化還原(SCR)脫硝裝置、濕法脫硫(Wet-FGD)裝置和除塵裝置去除汞，減少單獨設置脫汞裝置的成本。
具體實施例方式實例I
原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的吸水率，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的8%，計算出活性組分前驅(qū)體的添加量。具體操作步驟
(1)將蜂窩陶瓷載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5%的HNO3溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰5min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=5，放入60°C烘箱中干燥24h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體硝酸鈰和氧氯化鋯，其中Ce/Zr元素的摩爾比為I:I，溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌2min，使之完全溶解；
(3)將步驟⑴得到的載體浸潰于步驟(2)得到的活性組分前驅(qū)體溶液中，靜置15min,于60°C下干燥2h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為550°C，焙燒時間為6h，自然冷卻后即完成 隹化劑的制備。取一定量的催化劑置于模擬反應器中，設置反應溫度為20(T40(TC ;煙氣中HCl、SO2、NO、NH3> O2 的濃度分別為 20ppm、500ppm、500ppm、500ppm、5% ;反應空間速率為30001000( -1,測試結(jié)果表明當溫度為350°C時，脫硝率為91%，氣態(tài)單質(zhì)汞氧化率為83. 3%。實例2
原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的總孔體積，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的8%，助劑質(zhì)量為載體質(zhì)量的2%，分別計算出活性組分前驅(qū)體和助劑前軀體的添加量。具體操作步驟
(1)將蜂窩陶瓷載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5%的HNO3溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰8min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=5，放入70°C烘箱中干燥30h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體醋酸鈰和氯化錯，其中Ce/Zr的元素的摩爾比為1:0.5，助劑的前驅(qū)體偏鎢酸銨，均溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌20min，使之完全溶解；(3)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(2)得到的混合溶液中，靜置30min，于70°C下干燥4h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間控制在5h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。利用實施例I中的活性評價裝置與方法，對煙氣進行檢測的結(jié)果表明反應溫度為300°C時，脫硝率為95. 6%，氣態(tài)單質(zhì)汞的氧化率為92. 1%。實例3 原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的總孔體積，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的10%，助劑質(zhì)量為載體質(zhì)量的2%，分別計算出活性組分前驅(qū)體和助劑前軀體的添加量。 具體操作步驟
(1)將分子篩載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5%的HCl溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰8min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=5，放入70°C烘箱中干燥30h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體氯化鈰和硝酸錯，其中Ce/Zr的元素的摩爾比為1:0.5，助劑的前驅(qū)體醋酸銅，均溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌4min，使之完全溶解；
(3)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(2)得到的混合溶液中，靜置30min，于70°C下干燥4h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間控制在5h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。利用實施例I中的活性評價裝置與方法，對煙氣進行檢測的結(jié)果表明反應溫度為350°C時，脫硝率為94. 7%，氣態(tài)單質(zhì)汞的氧化率為90. 2%。實例4 原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的總孔體積，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的20%，助劑質(zhì)量為載體質(zhì)量的5%，分別計算出活性組分前驅(qū)體和助劑前軀體的添加量。具體操作步驟
(I)將硅藻土載體浸潰到質(zhì)量百分含量為10%的HCl溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰15min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=6，放入90°C烘箱中干燥IOh待用；
(3)取催化劑活性組分前驅(qū)體硝酸鈰和硝酸氧鋯，其中Ce/Zr的元素的摩爾比為1:0. 1，助劑的前驅(qū)體氯化銅，均溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌8min，使之完全溶解；
(3)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(4)得到的混合溶液中，靜置30min，于70°C下干燥4h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間控制在5h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。利用實施例I中的活性評價裝置與方法，對煙氣進行檢測的結(jié)果表明反應溫度為350°C時，脫硝率為87. 2%，氣態(tài)單質(zhì)汞的氧化率為85. 9%。實例5
原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的總孔體積，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的30%，助劑質(zhì)量為載體質(zhì)量的2%，分別計算出活性組分前驅(qū)體和助劑前軀體的添加量。
具體操作步驟
(1)將陶瓷板載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5%的HNO3溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰15min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=7，放入100°C烘箱中干燥8h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體硫酸鈰和氧氯化鋯，其中Ce/Zr的元素的摩爾比為1:0. 1，助劑的前驅(qū)體硝酸鐵，溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌8min,使之完全溶解；
(3)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(2)得到的混合溶液中，靜置30min，于70°C下干燥4h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間控制在5h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。利用實施例I中的活性評價裝置與方法，對煙氣進行檢測的結(jié)果表明反應溫度為250°C時，脫硝率為95. 2%，氣態(tài)單質(zhì)汞的氧化率為90. 5%。
實例6 原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的總孔體積，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的10%，助劑質(zhì)量為載體質(zhì)量的2%，分別計算出活性組分前驅(qū)體和助劑前軀體的添加量。具體操作步驟
(1)將鎳鋁合金載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5%的HCl溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰6min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=7，放入60°C烘箱中干燥48h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體醋酸鈰和硝酸鋯，其中Ce/Zr的元素的摩爾比為1:0.1，助劑的前驅(qū)體四氯化鈦，均溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌8min，使之完全溶解；
(3)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(2)得到的混合溶液中，靜置30min，于70°C下干燥4h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間控制在5h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。利用實施例I中的活性評價裝置與方法，對煙氣進行檢測的結(jié)果表明反應溫度為300°C時，脫硝率為90. 1%，氣態(tài)單質(zhì)汞的氧化率為84. 5%。實例7 原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的總孔體積，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的14%，助劑質(zhì)量為載體質(zhì)量的3%，分別計算出活性組分前驅(qū)體和助劑前軀體的添加量。具體操作步驟
(1)將活性炭纖維浸潰到質(zhì)量百分含量為10%的HNO3溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰6min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=7，放入80°C烘箱中干燥48h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體硝酸鈰和氧氯化鋯，其中Ce/Zr的元素的摩爾比為1:0. 1，助劑的前驅(qū)體醋酸鐵、硝酸銅，其中Fe/Cu的元素摩爾比為1:1:1，溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌4min，使之完全溶解；
(3)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(2)得到的混合溶液中，靜置30min，于70°C下干燥4h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間控制在5h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。
利用實施例I中的活性評價裝置與方法，對煙氣進行檢測的結(jié)果表明反應溫度為300°C時，脫硝率為97. 3%，氣態(tài)單質(zhì)汞的氧化率為96. 5%。實例8 原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的總孔體積，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的30%，助劑質(zhì)量為載體質(zhì)量的2%，分別計算出活性組分前驅(qū)體和助劑前軀體的添加量。具體操作步驟
(I)將硅膠載體浸潰到質(zhì)量百分含量為10%的HNO3溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰6min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=7，放入80°C烘箱中干燥48h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體硝酸鈰和氧氯化鋯，其中Ce/Zr的元素的摩爾比為1:0. 1，助劑的前驅(qū)體氯化鐵、氯化銅，其中Fe/Cu的元素摩爾比為1:1，均溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌4min，使之完全溶解；
(3)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(2)得到的混合溶液中，靜置30min，于70°C下干燥4h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間控制在5h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。利用實施例I中的活性評價裝置與方法，對煙氣進行檢測的結(jié)果表明反應溫度為300°C時，脫硝率為97. 3%，氣態(tài)單質(zhì)汞的氧化率為96. 5%。實例9 原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的總孔體積，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的30%，助劑質(zhì)量為載體質(zhì)量的10%，分別計算出活性組分前驅(qū)體和助劑前軀體的添加量。具體操作步驟
(1)取催化劑活性組分前驅(qū)體硝酸鈰和氧氯化鋯，其中Ce/Zr的元素的摩爾比為1:0. 1，助劑的前驅(qū)體偏鎢酸銨、硝酸鐵，其中W/Fe的元素摩爾比為1:1，溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌lh，使之完全溶解；再經(jīng)60°C 120°C鼓風干燥箱中干燥8 24h，再放入350°C 800°C馬弗爐中焙燒8 24h，研磨后120目 200目過篩制得催化劑粉末；
(2)根據(jù)載體質(zhì)量，稱取步驟(I)中制備的粉末于容器中，加入溶劑，配成質(zhì)量百分濃度5%的溶液，將該溶液放入超聲儀進行40min的超聲分散后制得催化劑懸浮溶液；
(3)將濾袋平鋪于抽濾漏斗上，將步驟(2)所制備的懸浮液均勻倒于該濾袋上，同時開啟抽濾真空泵進行120min的抽濾，再將此濾袋于80°C鼓風干燥箱干燥10h，即完成催化劑的制備。利用實施例I中的活性評價裝置與方法，對煙氣進行檢測的結(jié)果表明反應溫度為300°C時，脫硝率為90. 2%，氣態(tài)單質(zhì)汞的氧化率為93. 5%。實例10 原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的總孔體積，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的10%，助劑質(zhì)量為載體質(zhì)量的5%，分別計算出活性組分前驅(qū)體和助劑前軀體的添加量。具體操作步驟(1)將蜂窩陶瓷載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5%的HCl溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰6min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=7，放入60°C烘箱中干燥48h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體硝酸氧鋯、氯化鋯和醋酸鈰，其中Ce/Zr的元素的摩爾比為1:0. 1，助劑的前驅(qū)體鈦酸四丁酷、偏鎢酸銨、氯化銅，其中Ti/W/Cu的元素摩爾比為1:1:0. 1，均溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌8min，使之完全溶解；
(3)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(2)得到的混合溶液中，靜置30min，于70°C下干燥4h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間控制在5h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。利用實施例I中的活性評價裝置與方法，對煙氣進行檢測的結(jié)果表明反應溫度為300°C時，脫硝率為98. 3%，氣態(tài)單質(zhì)汞的氧化率為97. 4%。實例11原料計算
稱量載體質(zhì)量，測定載體的總孔體積，根據(jù)催化活性組質(zhì)量為載體質(zhì)量的15%，助劑質(zhì)量為載體質(zhì)量的10%，分別計算出活性組分前驅(qū)體和助劑前軀體的添加量。具體操作步驟
(1)將蜂窩陶瓷載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5%的HCl溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰6min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=7，放入60°C烘箱中干燥48h待用；
(2)取催化劑活性組分前驅(qū)體醋酸鈰、硝酸鈰和硝酸氧鋯，其中Ce/Zr的元素的摩爾比為1:0. 1，助劑的前驅(qū)體鈦酸四丁酷、四氯化鈦、偏鎢酸銨、氯化銅、硝酸銅，其中Ti/W/Cu的元素摩爾比為1:1:0. 1，均溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌8min，使之完全溶解；
(3)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(2)得到的混合溶液中，靜置30min，于70°C下干燥4h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為500°C，焙燒時間控制在5h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。利用實施例I中的活性評價裝置與方法，對煙氣進行檢測的結(jié)果表明反應溫度為300°C時，脫硝率為91. 8%，氣態(tài)單質(zhì)汞的氧化率為90. 6%。
權(quán)利要求
1.一種同時脫硝脫汞的復合催化劑，其特征在于該催化劑包括活性組分和載體，所述活性組分為CeO2和ZrO2，其中Ce/Zr摩爾比1:0.廣1，所述載體為蜂窩陶瓷、分子篩、陶瓷板、活性炭纖維、硅膠載體、硅藻土、金屬合金、濾袋中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的復合催化劑，其特征在于以載體的質(zhì)量為基準，所述催化劑活性組分的含量為5°/Γ30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復合催化劑，其特征在于還包括助劑，所述助劑為W、Cu、Fe、Ti、Ni的氧化物中的一種或兩種以上的任意組合；以載體的質(zhì)量為基準，所述助劑的含量為0% 15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種同時脫硝脫汞的復合催化劑制備方法，其特征在于包括以下步驟 將待用載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5 20%的HNO3溶液或HCl溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰5 15min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=5 7，放入6(TlO(TC烘箱中干燥24 48h待用； 取催化劑活性組分前驅(qū)體可溶性鈰鹽和可溶性鋯鹽，其中鈰鋯元素的摩爾比為I :O.廣1，溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌2 10min，使之完全溶解； 將步驟⑴得到的載體浸潰于步驟⑵得到的活性組分前驅(qū)體溶液中，靜置15 120min，于6(Tl00°C下干燥2 10h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為35(T800°C，焙燒時間控制在2 10h，自然冷卻后即完成催化劑的制備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟(2)中所述的鈰前驅(qū)體可溶性鈰鹽選用硝酸鈰、硫酸鈰、醋酸鈰或氯化鈰中的一種或兩種以上任意混合物；鋯前驅(qū)體可溶性鋯鹽選用氯化鋯、氧氯化鋯、硝酸氧鋯或硝酸鋯中的一種或兩種以上任意混合物。
6.權(quán)利要求I和3所述的一種同時脫硝脫汞的復合催化劑制備方法，其特征在于制備步驟如下 (1)將待用載體浸潰到質(zhì)量百分含量為5 20%的HNO3溶液或HCl溶液中，置于電阻爐上加熱并持續(xù)沸騰5 15min，自然冷卻后用蒸餾水洗滌至pH=5 7，放入6(Tl00°C烘箱中干燥24 48h待用； (2)取所述助劑的前驅(qū)體可溶性鎢鹽、可溶性銅鹽、可溶性鐵鹽、可溶性鈦鹽，按一定的元素摩爾比，溶于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌flOmin，使之完全溶解； (3)取催化劑活性組分前驅(qū)體可溶性鈰鹽和可溶性鋯鹽，其中Ce/Zr摩爾比1:0.Γ ,溶解于體積等于載體總孔體積的去離子水中，用磁力攪拌器攪拌2 10min，使之完全溶解； (4)將步驟(2)得到的助劑前驅(qū)體溶液與步驟(3)得到的活性組分前驅(qū)體溶液混合，用磁力攪拌器攪拌lOmin，使之完全溶解靜置； (5)將步驟(I)得到的載體浸潰于步驟(4)得到的混合溶液中，靜置15 120min，于6(Tl00°C下干燥2 10h，再放入馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為35(T800 °C，焙燒時間控制在2^10h,自然冷卻后即完成催化劑的制備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復合催化劑制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的鎢的前驅(qū)體可溶性鎢鹽選用偏鎢酸銨；鐵的前驅(qū)體可溶性鐵鹽選用硝酸鐵、醋酸鐵或氯化鐵中的物；鈦的前驅(qū)體可溶性鈦鹽選用四氯化鈦或鈦酸四丁酯一種或兩種混合；銅的前驅(qū)體可溶性銅鹽選用醋酸銅、氯化銅或硝酸銅一種或兩種以上任意混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復合催化劑制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的鈰前驅(qū)體可溶性鈰鹽為硝酸鈰、硫酸鈰、醋酸鈰或氯化鈰中的一種或兩種以上任意混合物；鋯前驅(qū)體可溶性鋯鹽為氯化鋯、氧氯化鋯、硝酸氧鋯或硝酸鋯中的一種或兩種以上任意混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種同時脫硝脫汞的復合催化劑及其制備方法，屬于大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域，用于脫除燃煤煙氣氮氧化物和單質(zhì)汞。該催化劑包括活性組分和載體，所述活性組分為CeO2和ZrO2，其中Ce、Zr摩爾比1:0.1～1，所述載體為蜂窩陶瓷、分子篩、陶瓷板、活性炭纖維、硅膠載體、硅藻土、金屬合金、濾袋中的一種或多種。以載體的質(zhì)量為基準，所述催化劑活性組分的含量為5%～30%。還包括助劑，所述助劑為W、Cu、Fe、Ti、Ni的氧化物中的一種或兩種以上的任意組合；以載體的質(zhì)量為基準，所述助劑的含量為0%～15%。
文檔編號B01J23/30GK102716736SQ20121022106
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者沈樹寶, 祝社民, 陳志平 申請人:南京工業(yè)大學