稀土基復(fù)合多組分脫硝、脫二噁英催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化劑，具體涉及一種稀土基復(fù)合多組分脫硝、脫二噁英催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氮氧化物和汞是造成大氣污染和重金屬污染主要成分之一，它不僅會(huì)對人體有害，而且還會(huì)污染環(huán)境。
[0003]根據(jù)《火電廠氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)》(二次征求意見稿)的要求，要達(dá)到新機(jī)組或重點(diǎn)地區(qū)老機(jī)組改造100mg/Nm3的排放要求必須加裝SCR脫硝催化劑，非重點(diǎn)地區(qū)滿足200mg/Nm3的排放要求。目前世界上最為成熟的脫硝技術(shù)是SCR法脫硝技術(shù)。SCR脫硝技術(shù)是指在脫硝催化劑的作用下，用氨氣做還原劑，把煙氣中的NOx分解，生成隊(duì)和H20。
[0004]脫硝反應(yīng)方程式:
[0005]4NH3+4N0+02—4N2+6H20
[0006]4NH3+2N02+02— 3N 2+6H20
[0007]目前SCR脫硝催化劑技術(shù)活性組分為五氧化二釩，載體為二氧化鈦鈦白粉。脫硝催化劑使用壽命2-3年，五氧化二釩屬于有毒物質(zhì)極易溶于水，這樣為了防止污染地下水和土壤等，廢棄的催化劑就不能隨便填埋或露天堆放。就造成催化劑處理難的問題，給業(yè)主帶來巨大的環(huán)保壓力。同時(shí)五氧化二釩有較高的氧化率，使二氧化硫向三氧化硫轉(zhuǎn)化，這樣就使三氧化硫和氨氣結(jié)合生生硫銨鹽會(huì)對設(shè)備造成腐蝕和堵塞，造成設(shè)備檢修頻繁，影響生產(chǎn)。另外該類脫硝催化劑使用的載體以二氧化鈦鈦白粉做載體，在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中容易開裂和磨損、散塌。
[0008]針對煙氣脫二噁英技術(shù)，是指在脫二噁英催化劑的作用下，將煙氣中的二噁英被氧化分解成HC1、H20、C02，其技術(shù)核心也是脫硝、脫二噁英催化劑。而目前國內(nèi)針對煙氣中二噁英的治理，主要采用的是活性炭吸附和煙氣驟冷技術(shù)?；钚蕴课街皇菍⒍f英從煙氣中轉(zhuǎn)移到活性炭中，不能從根本上治理。煙氣驟冷技術(shù)是指將煙氣溫度從800°C驟降到200°C以下，避免二噁英的產(chǎn)生，但是造成了大量能源的浪費(fèi)。
[0009]另外，SCR脫硝反應(yīng)的同時(shí)還會(huì)帶來另一個(gè)反應(yīng)是將煙氣中部分元素Hg氧化成二價(jià)Hg，從而有助于Hg在脫硫吸收塔中被洗滌，從而減少Hg向大氣中的排放，實(shí)現(xiàn)Hg減排的目的。
[0010]脫汞反應(yīng)方程式:
[0011]Hg°—Hg2+
[0012]但是針對煙氣脫汞，氣態(tài)單質(zhì)Hgtl的去除始終是煙氣中汞污染控制的難點(diǎn)。
[0013]現(xiàn)有的脫汞技術(shù)如活性炭吸附法、化學(xué)沉淀法等諸多技術(shù)都能實(shí)現(xiàn)脫汞的目的，但是脫汞技術(shù)工藝比較復(fù)雜，成本比較高，甚至還會(huì)產(chǎn)生其他有害的副產(chǎn)物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種稀土基復(fù)合多組分脫硝、脫二噁英催化劑及其制備方法，工藝簡單，操作運(yùn)行安全，兼具脫硝、脫二噁英和脫汞多重功效的稀土基復(fù)合多組分脫硝、脫二噁英催化劑的制備方法，解決二噁英污染問題，極大的提高催化劑的活性，拓寬溫度使用范圍。
[0015]本發(fā)明所述的一種稀土基復(fù)合多組分脫硝、脫二噁英催化劑，以二氧化鈦、硅粉為載體，以鎢的化合物、釩的化合物、鈰的化合物以及鑭的化合物為活性組分，在輔料伴隨下，經(jīng)過混煉、造粒、捏合、成型、干燥、焙燒制成；
[0016]其中，輔料為單乙醇胺、氨水、乳酸、硬脂酸、玻璃纖維、檸檬酸、聚丙烯纖維PP、纖維素醚、聚氧化乙烯和水。
[0017]原料組成如下:二氧化鈦500-700份、硅粉5-50份、鎢的化合物5_45份、釩的化合物5-15份、鈰的化合物8-12份、鑭的化合物8-12份、單乙醇胺5_15份、氨水39-66升、乳酸2-7份、硬脂酸1-5份、玻璃纖維30-40份、檸檬酸5-25份、聚丙烯纖維PP3.0-3.5份、纖維素醚2-6份、聚氧化乙稀2-10份和水530-980升；其中，氨水和水的單位以升計(jì)，其它原料的單位以千克計(jì)。
[0018]鎢的化合物為偏鎢酸銨和\或仲鎢酸銨。
[0019]釩的化合物為偏釩酸銨、氧化釩或草酸釩中的一種或多種。
[0020]鈰的化合物為硝酸鈰、草酸鈰、硫酸鈰或氧化鈰中的一種或多種。
[0021 ] 鑭的化合物為硝酸鑭、草酸鑭、硫酸鑭或氧化鑭中的一種或多種。
[0022]稀土基復(fù)合多組分脫硝、脫二噁英催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0023](I)活性組分制備:將30-80份的水加入到單乙醇胺中混合溶解，溫度到達(dá)80-100 °C時(shí)，加入釩的化合物、鎢的化合物均勻攪拌，全部溶解后制得釩的化合物、鎢的化合物活性溶液；
[0024]將40-60升的水加入檸檬酸攪拌，再加入鈰的化合物，待完全溶解后，再加入鑭的化合物，待完全溶解后制得鈰的化合物、鑭的化合物活性溶液；
[0025](2)載體浸漬液配制:將300-500升水加入浸漬灌中，再將配好的釩的化合物、鎢的化合物和鈰的化合物、鑭的化合物活性溶液分別加入到浸漬罐中，升溫到35-45? ;
[0026](3)載體活化:將二氧化鈦加入浸漬罐，攪拌均勻后，將浸漬好的二氧化鈦進(jìn)行氣流干燥，制得活性二氧化鈦載體；
[0027](4)混煉過程:
[0028]一次混煉:將活性二氧化鈦載體和硅粉加入混料機(jī)中干混均勾，再將的硬脂酸、的乳酸、100-250升水和30-50升氨水依次加入混料機(jī)中進(jìn)行均勻混合；
[0029]二次混煉:將的活性二氧化鈦載體和10-20升水加入混料機(jī)中進(jìn)行均勻混合；
[0030]三次混煉:將的活性二氧化鈦載體和5-10升氨水加入混料機(jī)中進(jìn)行均勻混合，混料機(jī)中溫度85-95°C ；
[0031]四次混煉:將的聚丙烯纖維PP、的玻璃纖維和45-55升水依次加入混料機(jī)中進(jìn)行均勻混合；
[0032]五次混煉:將混料機(jī)中溫度降至70°C以下時(shí)，將的纖維素醚和的聚氧化乙烯加入混料機(jī)中進(jìn)行均勻混合；
[0033]六次混煉:再將的纖維素醚和的聚氧化乙烯和4-6升氨水加入混料機(jī)進(jìn)行均勻混合；
[0034](5)混煉后的原料進(jìn)行陳腐，陳腐完畢后的原料進(jìn)行過濾和充分捏合、成型、干燥；
[0035](6)干燥后進(jìn)行焙燒。
[0036]六次混煉后，PH值在7.0-8.0之間，水份控制在28.0-30.0%，如果PH值不在范圍內(nèi)，在第六次混煉中加入氨水進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0037]混煉好的原料密封放在溫度20-30°C、濕度在50.0_70.0 %環(huán)境中進(jìn)行陳腐，時(shí)間在12-24小時(shí)。
[0038]干燥分為一次干燥和二次干燥，一次干燥環(huán)境溫度為20-60°C，干燥環(huán)境濕度為85-10%，干燥時(shí)間10天；二次干燥環(huán)境溫度為57-60°C，干燥時(shí)間24-48小時(shí)。
[0039]干燥完成的初始產(chǎn)品進(jìn)入焙燒，焙燒窯爐為連續(xù)式網(wǎng)帶窯爐，焙燒升溫曲線為拋物線，由室溫開始焙燒，最高溫度為530-550°C，然后溫度會(huì)逐漸降低，產(chǎn)品出窯溫度為60-80°C，焙燒時(shí)間控制在25-30小時(shí)。
[0040]第三次混煉結(jié)束后，原料水份控制在26.0-28.50%。
[0041]稀土基復(fù)合多組分脫硝、脫二噁英催化劑的制備方法，優(yōu)選步驟如下:
[0042](I)活性組分制備:將40-60升的水加入溶解罐，將10-15 kg的一乙醇胺加入到溶解罐中，溫度到達(dá)85-95°C時(shí)，將10-15 kg的偏釩酸銨、35-45 kg的偏鎢酸銨加入到溶解罐中，均勻攪拌30-50分鐘，直至全部溶解制得偏釩酸銨、偏鎢酸銨活性溶液；
[0043]另將40-50升的水加入溶解罐，再將15-25 kg