[发明专利]一种脱除烟气NOx的催化剂及其应用

说明书

所属领域：

本发明属于一种脱除烟气NO_x的催化剂及其应用，具体的说是在水和SO₂共存时脱除氮氧化物的催化剂及其应用

背景技术：

预计到本世纪中叶，矿物燃料(煤、石油、天然气等)仍将在我国的能源结构中占据主导地位。在大气污染物中，SO_x和NO_x主要由矿物燃料的燃烧产生，引起了酸雨、酸雾、光化学烟雾和大气臭氧层的破坏，直接危害了人民的身体健康，影响我国国民经济的发展。对于燃煤烟气中的SO_x和NO_x的排放，我国制定了相应的法规。因此，SO_x和NO_x的排放控制是我国能源和环境领域急需解决的关键问题。

对于烟气NO_x的脱除，以NH₃为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术由于脱氮效率高，可避免二次污染而得到了广泛的应用。但由于烟气中不可避免地含有SO₂，在低温下SO₂会与NH₃反应生成NH₄HSO₄和(NH₄)₂S₂O₇堵塞催化剂的孔结构，降低催化剂活性，因此Bosch等(Catal.Today，1988，2，369-531)指出目前国际上所使用的工业催化剂如V₂O₅/TiO₂，V₂O₅-WO₃/TiO₂等均须在较高的温度下(＞350℃)操作，使NH₄HSO₄和(NH₄)₂S₂O₇反应或分解掉。但在很多情况下，高温操作导致了能耗和操作成本的增加，而且脱氮装置与我国现有的除尘和SO₂控制装置难以匹配。而低温SCR装置有利于和目前大多数的工业锅炉匹配，因此SCR催化剂的低温化引起了普遍的重视。虽然现在国际上研究的一些低温催化剂有好的脱氮活性，但是容易被SO₂毒化，生成硫酸盐，使催化剂失去活性。近期Zhu等(J.Catal.1999，187，245-248 and J.Catal.2000，195，268-278)研究的新型低温V₂O₅/AC催化剂有高的脱氮活性，而且V₂O₅含量在低于5wt％，温度在180℃以上时，SO₂对V₂O₅/AC催化剂有促进作用。

但是烟气中除了SO₂外，还含有2～18％的水蒸气。在水蒸气对脱氮V₂O₅/AC催化剂的研究方面，黄张根等(催化学报，2001，22，532-536)发现水蒸气对催化剂有抑制作用，降低了催化剂的脱氮活性，而水和SO₂共存时SO₂对V₂O₅/AC催化剂有毒化作用，生成的硫酸氨盐沉积在催化剂的表面，堵塞了催化剂的孔道，使得催化剂失活。

发明内容：

本发明的目的是提供一种具有高抗水性和高抗SO₂毒化的、寿命长的低温脱除烟气NO_x的催化剂及其应用

本发明催化剂以硫酸为活性组份，活性焦为载体，各组分重量百分比为：

活性焦  80-95％          硫酸  5-20％

本发明催化剂是按催化剂组成将活性焦浸渍在浓度为0.25-2.5摩尔/升硫酸中，然后干燥得到催化剂。

本发明催化剂的应用方法是将催化剂装入固定床反应器中，反应温度控制在200-280℃，通入常压烟气，空速为9000-36000h^-1。

本发明具有如下优点：

1.催化剂的制备方法简单，有利于降低成本。

2.催化剂有高的脱氮活性。SO₂对本催化剂活性有促进作用，水和SO₂存在时催化剂可以高效稳定地运行，脱氮效率为70-97％。