[发明专利]一种同时脱硝脱汞的锰铁复合氧化物催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于大气污染控制领域，尤其涉及一种用于催化氧化同时脱硝脱汞的锰铁复合氧化物催化剂及其制备方法。

背景技术

由于迅速的经济增长和工业扩张，燃煤所产生的大气污染越来越严重，对环境及人体的影响已经不容忽视。长期以来，不同于燃煤的首要污染物SO₂和NO_X，燃煤造成的微量元素污染问题一直没有引起人们的足够重视。近年来，随着燃煤污染问题的严重、环境保护意识的增强，燃煤造成的微量元素污染问题开始得以重视。汞等重金属在生物体内和食物链中具有永久累积性，对高等生物具有强烈的毒性。人类排放的汞污染源中，燃煤电站的排放是主要来源之一。燃煤烟气中汞排放污染问题，已经成为燃烧污染研究的热点。

国内外对于烟气中的金属Hg的治理还处于起步阶段，尚无成熟的工艺技术，大都是采用活性炭吸附法进行去除，处理成本相当昂贵。目前燃煤电站还没有一项成熟的、可商业应用的烟气汞排放控制技术。另外，专门针对燃煤烟气汞排放控制技术的经济成本较高，会给燃煤电站的商业运营造成巨大的压力。

利用燃煤电站现有污染物控制装置进行烟气汞排放控制，可提高设备利用率，降低控制成本。近年来由于环保的要求，我国在常规燃煤污染物排放控制方面取得了很大的进步，通过有效利用燃煤电站现有污染控制设备来提高汞的脱除效率，走复合式污染物控制之路是一种具有前景的燃煤汞排放控制途径。目前国内大部分燃煤电站都装有脱硫、除尘等装置，少部分燃煤电站也装有脱硝装置，合理利用现有的污染控制设备来实现协同脱汞，具有明显的优势。

在利用现有污染物控制装置实现汞排放控制的方案中，一种经济有效的方法为：应用催化氧化法脱硝装置在氧化氮氧化物的同时有效地催化氧化烟气中的单质汞(Hg⁰)，使之转化为可溶的氧化态汞(Hg²⁺)，并利用下游的湿式脱硫装置(WFGD)可以高效地吸收氧化后的氮氧化物和Hg²⁺，从而达到SO₂、氮氧化物和汞的协同控制。显然，如何在WFGD进口实现烟气中合理的一氧化氮和二氧化氮的比例，以及Hg²⁺的最大化是利用现有污染物控制装置实现氮氧化物和汞有效吸收的关键所在。

发明内容

本发明针对目前未有能够有效同时脱除烟气中NO_X和金属汞的催化剂，提供一种同时脱硝脱汞的锰铁复合氧化物催化剂并提供其制备方法。

为使污染物在WFGD中得到有效吸收，在WFGD进口需实现烟气中合理的一氧化氮和二氧化氮的比例(NO∶NO₂≈1∶1最佳)，以及Hg²⁺的最大化，因而研究烟气中氮氧化物和汞的氧化技术就显得尤为必要。

一种同时脱硝脱汞的锰铁复合氧化物催化剂，其活性组分为MnO₂和Fe₂O₃，其中：Mn/Fe摩尔比为0.5～5。

本发明的同时脱硝脱汞的锰铁复合氧化物催化剂，可复合在载体TiO₂上，活性组分为MnO₂和Fe₂O₃，其中：Mn/Fe摩尔比为0.5～5，活性组分的总质量分数为5％～40％。

本发明催化剂可以添加其他助剂组分，包括CuO、CeO₂、V₂O₅等氧化物的一种或多种，加入的质量分数为总催化剂量的0％～10％。通过加入助剂，加强催化剂载体和活性组分之间的相互作用，提高催化剂的活性，拓宽催化剂的活性温度窗口。

优选地，本发明锰铁复合氧化物催化剂，复合在载体TiO₂上，活性组分为MnO₂和Fe₂O₃，其中：Mn/Fe摩尔比为0.6～2，活性组分的总质量分数为8％～28％；其中：当活性组分总质量分数为8％～12％时，所述的活性组分MnO₂和Fe₂O₃的Mn/Fe摩尔比为1～2，当活性组分总质量分数为12％～28％时，所述的活性组分MnO₂和Fe₂O₃的Mn/Fe摩尔比为0.6～1。