[发明专利]一种以高岭土为载体的脱硫脱硝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治理技术领域，涉及一种以高岭土为载体的脱硫脱硝催化剂及其制备方法。

背景技术

我国的高岭土资源丰富、价格相对低廉，目前已广泛用于橡胶、塑料、涂料、造纸和石油加工等领域。近年来高岭土在环境治理领域的应用也越来越受到重视，主要研究涉及污水中有毒有害物质的吸附和降解，但高岭土在大气污染治理技术领域应用尚少。

我国是以煤炭为能源消费主体的燃煤大国，燃煤发电会造成严重的大气环境污染，尤其是SO₂和NO_x的过量排放，在一定条件下会形成酸雨，严重威胁生态环境和人身健康。目前工业上采用的烟气脱硫(FGD)和选择性还原脱硝(SCR)技术，为两个独立的工艺过程，其中湿法脱硫工艺较为成熟，据统计已安装烟气脱硫机组总容量高达81.8％，但存在设备庞大，占地面积广，耗水量大，硫酸易腐蚀管道，副产物石膏的利用率低等缺点。烟气脱硝领域，选择性催化还原技术应用最广，但是催化剂使用量大，再生困难，成本较高。单独的脱硫或者脱硝技术已不能满足我国当前的环境保护要求，催化还原同步脱硫脱硝技术日益受到关注。

CN1288774涉及一种同时消除混合气中二氧化硫和氮氧化物的催化剂，所述的催化剂载体为TiO₂，金属氧化物氧化钴和氧化镍为活性组分，所述催化剂的制备过程是将载体、活性组分和氨水通过共沉淀法得到TiO₂-CoS催化剂，在CO作用下进行脱硫脱硝实验，取得了一定效果，但是由于共沉淀法工艺繁琐，需要多步洗涤和过滤，且TiO₂成本昂贵，不利于工业化使用。

华中科技大学的胡辉等人(胡辉，李劲，张顺喜，李胜利.CeO₂-La₂O₃/γ-Al₂O₃稀土氧化物混合物催化还原SO₂的实验研究[J]环境科学，2004，(02).)，利用浸渍法制备了一系列稀土催化剂，催化剂载体为γ-Al₂O₃，活性组分为稀土金属氧化物La₂O₃和CeO₂，制备过程包括浸渍、干燥和焙烧等工艺，该催化剂在CO作用下，当反应温度为500～600℃、空速为2000h^-1时脱硫脱硝效率达到90％。但是由于反应空速较低，增大了催化剂的用量和操作成本。

天津大学的贾立山(贾立山.O₂存在下CO还原SO₂为单质硫的催化剂研究[D].天津大学，2004)，利用Co、Ni、Fe、Mn的硝酸盐和硫酸铵制得的CoS、NiS、FeS、MnS等一系列催化剂，在CO作用下催化还原SO₂，脱硫率较高。缺点是该催化剂没有低成本的载体支撑，脱硫反应用量较大，且该催化剂没有涉及对NO降解的研究。

Zhuang等人(S.-X.Zhuang，M.Yamazaki，K.Omata.Catalytic conversion ofCO，NO and SO₂ on supported sulfide catalysts II.Catalytic reduction of NO and SO₂by CO.Applied Catalysis B：Environmental 31(2001)133-143)以γ-Al₂O₃为载体、以CoMo，FeMo，Mo和Co为活性组分，制备的CoMo/Al₂O₃和FeMo/Al₂O₃催化剂在反应温度500℃、空速9000～36000h^-1下，NO的脱除率高达98％，而SO₂的脱除率仅有70％。