[发明专利]一种协同脱除二噁英和氮氧化物的铈基催化剂的生产系统及方法

说明书

本发明的一种协同脱除二噁英和氮氧化物的铈基催化剂的生产系统及方法，属于烧结烟气治理技术领域。本发明包括依次设置的混匀装置、制备装置和焙烧装置；其中混匀装置用于对反应组分溶液进行混合；制备装置用于制备催化剂产物，该制备装置包括反应腔和草酸池，反应腔的上部设置有草酸池，该草酸池下设置有草酸滴管，草酸池和草酸滴管的外部设置有加热保温部件，加热保温部件用于对草酸池和草酸滴管进行加热保温；所述反应腔的外部设置有冰水浴池；所述焙烧装置用于对制备的产物进行焙烧。本发明制备的铈基催化剂提高二噁英和氮氧化物的脱除效率，可以减少烟气中二噁英和氮氧化物的排放。

技术领域

本发明属于烧结烟气治理技术领域，涉及一种协同脱除二噁英和氮氧化物的铈基催化剂的生产系统及方法。

背景技术

随着钢产量的逐年上升，铁矿石烧结过程中产生的多氯代二苯并二噁英和多氯代二苯并呋喃(PCDDs/PCDFs)污染也随之愈发严重。二噁英具有强烈的致癌致畸作用，二噁英因其高毒性，在环境中极难降解，可以通过食物链富集，具有高脂溶性，能够在大气中远距离传输而影响到区域乃至全球环境被称为“世纪之毒”。随着人类社会对二噁英危害的认识， 2004年5月17日《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》在全球正式生效。随后2012 年6月中国颁布了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》，其中详细规定了企业烧结烟气中颗粒物限值为20mg/m³、二氧化硫限值为200mg/m³、氮氧化物限值为300mg/m³、二噁英限值为0.5ng-TEQ/m³。而新发布的《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(修改意见稿)中规定自2019年1月1日起，烧结烟气中颗粒物限值为20mg/m³、二氧化硫限值为50mg/m³、氮氧化物限值为100mg/m³、二噁英限值为0.5ng-TEQ/m³，其中2+26城市自 2017年10月1日起实施。目前国内有超过1000条铁矿石烧结工序，拥有脱二噁英设备的不到10条，因此迫切需要研究针对烧结烟气的二噁英脱除技术。

目前国内外烧结烟气氮氧化物、二噁英脱除技术主要有三类，第一类是在烧结原料里添加含氨基或硫的化合物，利用硫的孤对电子与催化剂形成络合物抑制二噁英生成反应，或是利用二氧化硫、氨基团与氯离子的反应，减少氯源抑制二噁英生成，此方法效果是上虽然对 PCDD有较好的抑制，但是对PCDF的抑制效果很低，且不能脱除硫化物；第二类是活性炭吸附法，利用活性炭的多孔吸附能力，达到吸附脱除二噁英的效果，但是活性炭法设备投资运行成本高，吸附后的活性炭如何处理也是新的难题；第三类是选择性催化脱二噁英，其关键在于选择合适的催化剂，钒钛基催化剂虽然可以达到较高的二噁英脱除率，但是价格高昂；催化剂窗口温度不合理，烧结烟气需要再加热至300-450℃左右进行脱二噁英，而此温度会发生二噁英的再次生成；反应后的催化剂含有的V2O5为剧毒物质，对环境和生物有严重污染，如何处理也是新的问题。近年来，铈因为其出色的储氧、释放氧能力，优秀的氧化还原性，被用在持久性有机污染物(POPs)催化的研究中，且铈是稀有元素中丰富度最高的一种元素，价格很低。因此，迫切需要开发一种适用于铁矿石烧结烟气脱二噁英的催化剂，为钢铁行业清洁生产提供有效保障。

经检索，发明创造的名称为：烟气SCO脱硝催化剂及其制备方法(专利申请号：CN201310465375.0，申请日:2013.09.30)，其通过浸渍法将硝酸铁、二氧化铈(0.1-0.5％)、钛白粉(质量含量80-90％)、三氧化钨(2-10％)混合后与成型剂混炼陈腐制煅烧得，其中煅烧温度为从室温到650-750℃煅烧时间24-72小时。该申请案不足之处在于：需使用价格高昂的钛白粉(2万/吨)与三氧化钨(15万/吨)。