專利名稱：一種同時脫硫脫硝催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化劑及其制備方法，具體地說是一種同時脫硫脫硝催化劑及其制備，用于煙氣治理。
背景技術(shù)：
煤炭、石油等化石燃料的大量消耗，在促進經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，所帶來的大氣污染問題也日益嚴重。據(jù)《2011年中國環(huán)境狀況公報》數(shù)據(jù)顯示，2011年全國二氧化硫排放總量為2217. 9萬噸，氮氧化物排放總量為2404. 3萬噸，且氮氧化物排放量呈上升趨勢。SO2和NOx的大量排放，嚴重危害生態(tài)環(huán)境和人類身體健康，治理大氣污染迫在眉睫。既限制二氧化硫排放之后，國家“十二五”規(guī)劃中明文限定了氮氧化物的排放量。為控制SO2和NOx的排放，目前國內(nèi)主要采用脫硫脫硝一體化技術(shù)，即將單獨脫硫技術(shù)與脫硝技術(shù)進行簡單整合的一體化技術(shù)。其中脫硫主要采用濕法石灰石(FGD)技術(shù)，該方法具有技術(shù)成熟、脫硫效率聞等優(yōu)點，但也存在著占地面積大、運行費用聞、廢水及副廣物石骨二次污染等問題；脫硝則主要采用選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，還原劑在催化劑的作用下，將NOx還原為氮氣和水，催化劑是SCR技術(shù)的核心，V205/Ti02及其改性催化劑已經(jīng)得到工業(yè)化應(yīng)用。然而脫硫脫硝一體化技術(shù)不僅沒有解決單獨脫硫的諸多問題，而且國內(nèi)SCR技術(shù)及所用催化劑幾乎全部引自國外或依靠進口，投資和運行成本很高。同時脫硫脫硝技術(shù)可在一個過程內(nèi)將煙氣中的S02和N0x同時脫除的技術(shù)，不僅節(jié)省了空間使設(shè)備資源得到有效配置，更重要的是工藝簡單，降低了基建和運行成本。所以，開發(fā)同時脫硫脫硝工藝將是今后煙氣治理技術(shù)發(fā)展的主要趨勢，而相關(guān)催化劑及制備方法則是開發(fā)這一工藝的工作重心。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)炭質(zhì)催化劑機械強度低、易磨損、催化劑床層阻力大、壓力不均等的不足之處，而提供一種同時脫硫脫硝催化劑及其制備方法。本發(fā)明的目的是通過如下措施來實施
一種同時脫硫脫硝催化劑，該催化劑組分包括載體活性炭AC，負載在AC上的主活性組分Nd2O3和助催化劑CoO，催化劑中各組分的重量份數(shù)含量為60 98重量份的AC、2 40重量份的Nd2O3和0 20重量份的CoO，其中活性組分和助催化劑的總重量份為2 40。一種同時脫硫脫硝催化劑的制備方法，包括以下順序步驟
(1)配制釹鹽與鈷鹽混合溶液按照所述催化劑中各組分的重量份數(shù)，換算后稱取釹鹽、鈷鹽溶于去離子水中，室溫下攪拌至完全溶解，即可得到所用混合溶液，其中所用釹鹽為硝酸釹、醋酸釹，鈷鹽為硝酸鈷、醋酸鈷；
(2)催化劑制備成型稱取聚乙烯醇放入步驟(I)所得的混合溶液中，在65 98°C，充分攪拌至聚乙烯醇完全溶解，然后加入活性炭顆?；蚍勰?，攪拌均勻后得到催化劑漿料，再繼續(xù)加熱蒸發(fā)掉部分水分，蒸發(fā)量以適合成型為準，最后根據(jù)需要使用不同的成型設(shè)備，經(jīng)擠壓成型可制得顆粒狀、柱狀、蜂窩狀催化劑，其中所用聚乙烯醇的平均分子量為20000 200000，其用量為混合溶液質(zhì)量的0.1 10% ；
(3)催化劑活化首先將步驟(2)中所得成型后的催化劑置于80 150°C干燥2 8h，然后在惰性氣體保護下，先后于200 250°C焙燒I 4h，600 1200°C焙燒I 8h，得到催化劑成品。本發(fā)明是針對火力發(fā)電廠、冶煉廠、煉油廠等煙氣中含有大量SO2和NO污染物，開發(fā)一種能在350 500 °C之間使用的同時脫硫脫硝催化劑，該催化劑以CO為還原劑，能有效實現(xiàn)同時催化還原SO2和N0X，并回收單質(zhì)硫。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點本發(fā)明催化劑原料來源廣泛，易獲取、制備及再生方法簡單；機械強度高、磨損小、原料利用率高，適宜大規(guī)模生產(chǎn)；本發(fā)明以CO為還原劑，可同時脫除煙氣中的CO，副產(chǎn)物為單質(zhì)硫，且生成的單質(zhì)硫以汽化狀態(tài)流出催化劑床層，避免了產(chǎn)物附著在催化劑上造成催化劑活性降低或失活；本發(fā)明催化劑活性高，穩(wěn)定性好，可操作溫度窗口寬，在350 500°C范圍內(nèi)的長時間模擬試驗中，脫硫脫硝率均達90%以上。


圖1為本發(fā)明10%Nd203_5%Co0/AC催化劑上N0/S02轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系示意圖。
具體實施例方式下面的I個實施例，是對本發(fā)明的進一步詳細描述，但本發(fā)明不受這些實施例的限制。 實施例I同時脫硫脫硝催化劑Nd2O3-CoOAC的制備
稱取 11. SgNd(NO3)3 5H20 和 11.4gCo (NO3)2- 6H20 溶于 80ml 去離子水中，并加熱至75°C，然后加入IOg分子量為80000的聚乙烯醇，攪拌至聚乙烯醇全部溶解，再將50g活性炭粉末放入上述粘性混合溶液并攪拌均勻，經(jīng)擠條成型后于80°C下干燥6h，最后然后于150°C干燥，最后在氮氣保護下先后在200°C下焙燒2h、900°C下焙燒4h制得直徑2cm長度2 5cm的條柱狀同時脫硫脫硝催化劑10%Nd203-5%Co0/AC，即AC、Nd2O3與CoO的重量份分別為85、10和5，該催化劑比表面積為361. 9m2 g—1。催化劑對模擬煙氣的催化活性考察
取實施例I中的催化劑，置于固定床反應(yīng)器恒溫段中的支架上，煙氣成分為2500ppmC0，1000ppmS02，500ppmN0，氮氣為平衡氣，空速為400( '考察溫度范圍為300 500°C，溫度由程序升溫儀控制，實驗結(jié)果見表I和圖1。由表I和圖1可以看出，當溫度升至300°C時，該催化劑活性迅速提高，330°C時SO2和NO的轉(zhuǎn)化率均超過90%，在350°C以后催化劑活性趨于穩(wěn)定，在350 500°C之間，SO2和NO的轉(zhuǎn)化率均超過95%。表I 10%Nd203_5%Co0/AC 催化劑上 N0/S02 轉(zhuǎn)化率
權(quán)利要求
1.一種同時脫硫脫硝催化劑，該催化劑組分包括載體活性炭AC，負載在AC上的主活性組分Nd2O3和助催化劑CoO，其特征在于該催化劑中各組分的重量份數(shù)含量為60 98重量份的AC、2 40重量份的Nd2O3和0 20重量份的CoO，其中活性組分和助催化劑的總重量份為2 40。
2.如權(quán)利要求I所述的一種同時脫硫脫硝催化劑的制備方法，其特征在于該方法包括以下順序步驟 (1)配制釹鹽與鈷鹽混合溶液按照所述催化劑中各組分的重量份數(shù)，換算后稱取釹鹽、鈷鹽溶于去離子水中，室溫下攪拌至完全溶解，即可得到所用混合溶液，其中所用釹鹽為硝酸釹、醋酸釹，鈷鹽為硝酸鈷、醋酸鈷； (2)催化劑制備成型稱取聚乙烯醇放入步驟(I)所得的混合溶液中，在65 98°C下，充分攪拌至聚乙烯醇完全溶解，然后加入活性炭顆?；蚍勰?，攪拌均勻后得到催化劑漿料，再繼續(xù)加熱蒸發(fā)掉部分水分，蒸發(fā)量以適合成型為準，最后根據(jù)需要使用不同的成型設(shè)備，經(jīng)擠壓成型可制得顆粒狀、柱狀、蜂窩狀催化劑，其中所用聚乙烯醇的平均分子量為20000 200000，其用量為混合溶液質(zhì)量的0. I 10% ； (3)催化劑活化首先將步驟(2)中所得成型后的催化劑，置于80 150°C干燥2 8h,然后在惰性氣體保護下，先后于200 250°C焙燒I 4h，600 1200°C焙燒I 8h，得到催化劑成品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同時脫硫脫硝催化劑及其制備方法，同時脫硫脫硝催化劑由載體活性炭、活性組分三氧化二釹、助催化劑一氧化鈷組成，該催化劑中各組分的重量份數(shù)含量為60～98重量份的AC、2～40重量份的Nd2O3和0～20重量份的CoO，其中活性組分和助催化劑的總重量份為2～40。詳細制備方法見說明書。本發(fā)明優(yōu)點是催化劑原料來源廣泛，易獲取，制備及再生方法簡單，催化劑機械強度高，磨損小，原料利用率高，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，催化劑活性高，穩(wěn)定性好，可操作溫度窗口寬，在350～500℃范圍內(nèi)的長時間模擬試驗中，脫硫脫硝率均達90%以上。
文檔編號B01D53/86GK102974359SQ20121046301
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者宋永吉, 史風華, 任曉光 申請人:北京石油化工學院