一種燃煤電廠煙氣協(xié)同脫硝脫汞催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于催化新材料，環(huán)境保護及大氣污染控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種針對燃煤 電廠煙氣協(xié)同脫硝脫汞的蜂窩狀催化劑。該催化劑粉料由二氧化鈦負載的復合金屬氧化物 (活性組分）和粘結(jié)劑組成。粉料經(jīng)真空擠壓成蜂窩狀、干燥、煅燒活化，得到所需的復合催 化劑。利用所研制的催化劑脫除氮氧化合物的同時催化氧化單質(zhì)汞，使其轉(zhuǎn)化成氧化態(tài)汞， 再結(jié)合現(xiàn)有靜電除塵和濕法脫硫設備實現(xiàn)汞的脫除。在不增加煙氣凈化裝置的前提下，實 現(xiàn)對NOJPHg°的同時脫除，不僅實現(xiàn)對現(xiàn)有裝置的改造節(jié)約大量成本，而且減少了對大氣 的污染，具有較強的工業(yè)應用價值。
【背景技術(shù)】
[0002] 燃煤汞污染是近年來繼燃煤硫和氮氧化物污染之后的又一大污染問題，其中燃煤 電廠是最主要的汞排放污染源。我國能源以煤炭為主，煤炭的平均汞含量為〇.22mg/kg。由 于我國對燃煤電廠煙氣中汞含量控制尚處于起步階段，因此燃煤電廠的汞污染尤為嚴重。 重金屬污染綜合防治"十二五"規(guī)劃明確要求到2015年汞等重金屬排放比2007年削減 15%?；痣姀S大氣污染物排放標準要求燃煤鍋爐從2015年1月1日起將汞及其化合物排 放量控制在〇. 〇3mg/m3以下。因此，開展汞排放控制技術(shù)研究對于改善我國環(huán)境質(zhì)量具有 重要意義。
[0003] 燃煤煙氣中汞的存在形式有單質(zhì)汞（Hg°)、二價汞（Hg2+)和顆粒態(tài)汞（Hgp)三種。 在燃煤鍋爐的高溫下，絕大多數(shù)的汞都被分解成單質(zhì)汞并以氣態(tài)形式存在于煙氣中。氣態(tài) 二價汞易溶予水，易被濕法洗滌系統(tǒng)所捕獲而脫除；顆粒態(tài)汞易被電除塵器等去除；而單 質(zhì)汞揮發(fā)性高且難溶于水，是相對比較穩(wěn)定的形態(tài)，是煙氣中汞污染控制的重點和難點。因 此，研究和開發(fā)煙氣脫汞工藝及其催化劑將成為目前研究的熱點。
[0004] 目前市場上成熟的脫汞技術(shù)包括活性炭吸附脫汞和噴溴氧化脫汞技術(shù)，投資成本 很高；由于Hg2+的水溶性，煙氣通過濕式脫硫裝置（WFGD)后，Hg2+的脫除率可以達到90%， 但取°的去除率幾乎為0,為此可以通過各種氧化法，先將Hg°氧化，再與WFGD結(jié)合，可以達 到高的汞去除率。然而目前SCR脫硝催化劑對Hg°有氧化作用，但氧化率較低，需要向煙氣 中補充HC1，造成設備的腐蝕，影響系統(tǒng)安全運行。為此在脫硝催化劑的基礎上，開發(fā)協(xié)同脫 硝脫汞催化劑實現(xiàn)汞的氧化能力成為目前研究的重點。
[0005] 下述的已知技術(shù)，都存在一些不足：
[0006] 中國專利CN104415766A公開了一種燃煤電站煙氣脫汞脫硝復合催化劑及其制備 方法，該發(fā)明的復合催化劑對氮氧化合物有害氣體和汞具有較高的清除率，但制備工藝復 雜，需要對硅藻土進行多次改性，同時需要引入增塑劑和硼酸鹽玻璃等，成本較高。
[0007] 中國專利CN103657636A公開了 一種同時脫硝脫汞的板式催化劑及其制備方法， 將活性成分涂覆在骨架上，可實現(xiàn)對NOJPHg°的脫除，但催化劑缺乏穩(wěn)定，在高空速下運 行，活性成分容易脫落。
[0008] 中國專利CN103480371A公開了一種脫硝脫汞催化劑及其制備方法和應用，通過 將含釕物質(zhì)、鈦基脫硝催化劑與雙氧水混合接觸，將接觸后的混合物干燥或不干燥后進行 焙燒，所得催化劑比于單一功能的鈦基脫硝催化劑的勵^兌除效率明顯提高，且Hg°氧化率 很高。但是該專利采用貴金屬催化劑，成本較高，且對煙氣純凈度具有較高要求，在高溫脫 硝脫汞反應中催化劑容易中毒，對惡劣運行工況適應性差。
[0009] 中國專利102294248A公開了一種同時脫硝脫汞的錳鐵復合氧化物催化劑及其制 備方法。該催化劑活性組分為此02和Fe203，其溫度適應窗口較寬，可以有提高催化劑抗中 毒性能，對惡劣運行工況具有較強的適應性，但是該專利并未涉及催化劑的成型，考慮到床 層壓降及設備要求，該催化劑很難直接應用于現(xiàn)有煙氣脫硝裝置中。此外，催化劑的脫硝脫 萊效率有待進一步提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明針對國家標準對汞及其化合物排放量的嚴格控制，以及目前未有能夠有效 同時脫除煙氣中NOdPHgI^催化劑，本發(fā)明提供了一種針對燃煤電廠煙氣協(xié)同脫硝脫汞的 蜂窩狀催化劑，在不增加煙氣凈化裝置的前提下，實現(xiàn)對NOJPHg°的同時脫除，不僅節(jié)約了 對現(xiàn)有裝置的改造成本，而且減少了對大氣的污染，具有較強的工業(yè)應用價值。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案：一種燃煤電廠煙氣協(xié)同脫硝脫汞催化劑，該燃煤電廠煙氣 協(xié)同脫硝脫汞催化劑為由活性組分和粘結(jié)劑組成的粉料，即為蜂窩狀復合催化劑，其孔密 度為2-4孔/cm2,擠出壓為1000-2000KN，蜂窩狀粉料的截面尺寸為150mmxl50mm，長度 500-2000mm；
[0012] 所述的活性組分為二氧化鈦負載的復合金屬氧化物，所述的復合金屬氧化物為 V205、W03、Ce02、CuO、Zr02、MnO2中的一種或兩種以上混合，其質(zhì)量分數(shù)為蜂窩狀復合催化劑 的0%~10% ;粘結(jié)劑加入量占蜂窩狀復合催化劑質(zhì)量的2-7%。
[0013] 所述活性組分的制備方法是以二氧化鈦為載體，V、W、Ce、Cu、Zr、Mn中的一種或 兩種以上的金屬硝酸鹽為金屬前驅(qū)體，氨水、NaOH或碳酸鈉為沉淀劑，調(diào)節(jié)pH值為8-12， 在20-160 °C下沉積沉淀反應10_36h，經(jīng)過濾、洗滌，在60-120 °C干燥，400-600 °C下焙燒 5_15h，即得燃煤電廠煙氣協(xié)同脫硝脫汞催化劑的活性組分。
[0014] 所述的燃煤電廠煙氣協(xié)同脫硝脫汞催化劑的制備方法，將活性組分和粘結(jié)劑通過 混料機制備粉料，再將粉料加入到真空擠出機進行擠壓成蜂窩狀，將蜂窩狀粉料置于蒸汽 干燥爐中，在30-80°C干燥5-50h，然后在電爐中，350-800°C下煅燒2-20h，即得燃煤電廠煙 氣協(xié)同脫硝脫汞催化劑。
[0015] 本發(fā)明提供了一種燃煤電廠煙氣協(xié)同脫硝脫汞的蜂窩狀催化劑，該催化劑在典型 的燃煤電廠煙氣成分下對氮氧化合物的脫除率達98%，單質(zhì)汞的氧化率達到96%。此外， 該催化劑使用壽命長，價格低廉。在脫硝脫汞反應器中采用中段噴氨裝置，具有較