[发明专利]一种用于镁法同时脱硫脱硝工艺吸收液中硫氮资源化的催化剂及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种用于镁法同时脱硫脱硝工艺吸收液中硫氮资源化的催化剂及其制备方法和应用，催化剂包括载体和负载载体上的主要活性组分和助催化剂；所述载体为SBA‑15分子筛；所述主要活性组分为过渡金属Mn和Co；所述助催化剂为稀土金属Ce和碱土金属Ca；所述主要活性组分的负载量为催化剂总重量的0.1～10％；所述助催化剂的负载量为催化剂总重量的0.1～1％。本发明有效解决了脱硫系统中因亚硫酸镁浓度过高而导致的结构和堵塞问题，能够有效减少传统脱硫氧化体系的能耗，并提高了副产物的品质，增加其经济性，同时也解决了催化剂的二次污染问题，能够实现固相催化剂的回收利用，大幅降低了工艺成本。

技术领域

本发明涉及环境催化领域，具体涉及一种针对镁法同时脱硫脱硝工艺中高效协同资源化硫氮元素的催化剂及其制备方法。

背景技术

燃煤电厂尾气中含有大量SO₂，NO_x，重金属等污染物质，这些物质排放到大气中会造成十分严重的大气污染问题。氧化镁湿法烟气同时脱硫脱硝工艺是目前中小型工业锅炉常用的烟气处理工艺，对于同时脱硫脱硝浆液和脱硫脱硝产物的处理方式可分为再生法、抛弃法以及氧化回收法。其中氧化回收法是指将脱硫脱硝产物亚硫酸镁和亚硝酸镁强制氧化成硫酸镁和硝酸镁，在经过蒸发结晶予以回收。

例如，公开号为CN107866142A的中国发明专利申请文献公开了一种用于水泥行业干法脱硫脱硝副产物的处置系统，包括活性焦脱硫脱硝反应塔和水泥窑分解炉，活性焦炭脱硫脱硝反应塔设置有出气口和出料口；所述出气口通过气体输送管与水泥窑分解炉的三次风管连通；活性焦脱硫脱硝反应塔底部对应所述出料口的位置设置有振动筛，振动筛的排料口通过输料管道与所述水泥窑分解炉的入料口连通。

公告号为CN208465630U的中国实用新型专利公开了一种连续式烟气脱硫脱硝浆液再生循环系统，包括脱硫脱硝反应塔和与所述脱硫脱硝反应塔相连通的再生反应装置；所述脱硫脱硝反应塔的底部开设有原烟气进口和饱和浆液出口，其顶部开设有洁净烟气排出口和再生后浆液回流口；待处理的烟气经所述原烟气进口进入所述脱硫脱硝反应塔并与塔内的反应浆液反应，反应产生的清洁烟气自所述洁净烟气排出口排出，反应产生的饱和浆液经饱和浆液出口进入所述再生反应装置，在所述再生反应装置中反应产生的再生浆液经所述再生后浆液回流口返回所述脱硫脱硝反应塔。

我国传统的氧化镁同时脱硫脱硝工艺中，由于硫酸镁的溶解度较高(40℃条件下约44.5g/100g水)，导致由吸收塔排出的硫酸镁溶液不饱和程度过高，使传统蒸发提浓技术能耗过高。浆液副产物亚硫酸镁的氧化反应速率相对缓慢，导致其停留时间较长，所需氧化池面积较大，增加了处理成本。传统的副产物回收技术只关注于硫资源的回收利用，对于氮资源的回收利用关注并不多。但是实际工程条件中，亚硝酸镁的存在会在一定程度上影响硫酸镁的蒸发提浓，并且可能在过程中发生歧化反应生成NO，造成二次污染。此外一定量的硝酸镁存在可以进一步提高副产物的质量，提高硫氮资源化的经济性，所以亚硝酸镁的氧化对于副产物资源化具有重要意义。但是亚硝酸镁难以被空气氧化，需要大量强氧化剂将其氧化，导致了回收工艺成本高。因此，开发一种可同时高效催化氧化亚硫酸镁和亚硝酸镁的催化剂具有重要意义。

发明内容

本发明提供了用于镁法同时脱硫脱硝工艺吸收液中硫氮资源化的催化剂及其制备方法和应用，有效解决了脱硫系统中因亚硫酸镁浓度过高而导致的结构和堵塞问题，能够有效减少传统脱硫氧化体系的能耗，并提高了副产物的品质，增加其经济性，同时也解决了催化剂的二次污染问题，能够实现固相催化剂的回收利用，大幅降低了工艺成本。

一种用于镁法同时脱硫脱硝工艺吸收液中硫氮资源化的催化剂，包括载体和负载载体上的主要活性组分和助催化剂；所述载体为SBA-15分子筛；所述主要活性组分为过渡金属Mn和Co；所述助催化剂为稀土金属Ce和碱土金属Ca；所述主要活性组分的负载量为催化剂总重量的0.1～10％；所述助催化剂的负载量为催化剂总重量的0.1～1％。