[发明专利]一种去除焚烧排放的氮氧化物和有机污染物的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可去除燃煤电厂、冶金工业、垃圾焚烧等高温过程中排放 的氮氧化物(NO_X)和二恶英(Dioxin)类持久性有机污染物的催化剂及制备方 法。

背景技术

随着我国综合国力的提高，人民生活水平同时不断提高，与此相伴的是能 源的大量消耗和环境的日益恶化。其中，包括燃煤电厂、冶金工业、垃圾焚烧 等高温过程中排放的氮氧化物(NO_X)和二恶英(Dioxin)类持久性有机污染物 的排放是环境污染两个主要因素。例如，2000年中国向大气中排放的NO_X总量达 到1500万吨，远远超过大自然闪电等自然过程产生NO_X量(估计中国每年38万 吨)。中国近年来的PCDD/DFs的排放量估计在9952.8g I-TEQ/year，其中大气 中的排放量约为4160.6g I-TEQ/year，远远超过美国的24.4g I-TEQ/year和日本的 140g I-TEQ/year。由于中国对环境污染的控制起步相对比较迟，缺少相应的控 制技术，无法实现廉价有效的控制是造成污染物大量排放的关键因素。

作为以燃煤为主的发展中国家，随着中国经济的快速发展，燃煤造成的环 境污染日趋严重，特别是燃煤烟气中的NO_X对大气的污染，在硫氧化物的控制得 到应用推广以后，已成为一个不容忽视的问题。根据国家环保局统计和有关研 究估算，1990年我国NO_X的排放量约为910万吨，1995年的排放量约为1000万吨， 2000年的排放量约为1500万吨，平均每天每平方公里土地上排放的NO_X量达到惊 人的4kg，2004年的排放量约为1600万吨，到2010年我国NO_X排放将达到2194万 吨。根据美国宇航局资助的CHINA-MAP项目，通过PAINS-ASIA模式检测了中 国29个地区的污染物排放情况，结果表明，如果不加以控制，预计到2020年NO_X的排放将增加到2660-2970万吨。其中火电厂锅炉NO_X年排放量从1987年的120.7 -150.6万吨，增加到2005年的850万吨。鉴于此，国家环保总局于20世纪90年代 中后期，对燃煤电站锅炉的NO_X排放作了限制。2003年，我国颁布了《火电厂大 气污染物排放标准》对火电厂烟气中的NO_X排放质量浓度最高限制为450mg/ m³，严于650mg/m³的现行排放标准(对III时段300MW机组)。

Dioxin(包括多氯二苯并二恶英和多氯二苯并呋喃Polychlorinated dibenzo-p -dioxins and Polychlorinated dibenzo-p-furans，也称PCDD/DFs)是由2个或1个氧 原子联接2个被氯取代的苯环组成的三环芳香族有机化合物，共有210种同类物 (75种PCDDs异构体/同类物和135种PCDFs异构体/同类物)，统称为二恶英类。二 恶英类是一类非常稳定的亲脂性固体化合物，其熔点较高，分解温度大于700℃， 极难溶于水，可溶于大部分有机溶剂，所以二恶英类容易在生物体内积累。自 然界的微生物降解、水解和光解作用对二恶英类的分子结构影响较小，难以自 然降解。二恶英类中的一些异构体是剧毒物质，其急性毒性相当于氰化钾的1000 倍。从职业暴露和工业事故受害者身上已得到一些二恶英类对人体毒性数据及 临床表现，例如可引起皮肤痤疮、头痛、失聪、忧郁、失眠等症，并可能导致 染色体损伤、心力衰竭、癌症等。