[发明专利]一种宽温干法烟气脱硝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种宽温干法烟气脱硝剂及其制备方法，该烟气脱硝剂结构为aAO·bGxOy·mDxOy·nAl₂O₃，其中A为ⅡA族金属钡、镁、钙中的一种，G为过渡金属铬、铁、钴、锌中的一种，D为铜、锰、和银中的一种。以催化剂的总质量计，AO为28%～42%，GxOy为30%～40%，DxOy为10%～20%，Al₂O₃为8～12%。该干法烟气脱硝剂可用于工业锅炉、窑炉以及焦化焦炉等烟气的NOx排放控制。具有在较宽的温度范围内实现对NOx的无氨高效转化的优点，适于工业应用。

技术领域

本发明涉及一种宽温干法烟气脱硝剂及其制备方法，特别适用于工业锅炉、窑炉以及焦化焦炉等烟气的NOx排放控制所需干法烟气脱硝剂及其制备方法。

背景技术

氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一，随着人民生活水平的提高，环保要求越来越苛刻，烟气脱硝势在必行。在众多的烟气脱硝方法中，将NOx催化还原为无害的N₂排入大气是很好的选择，目前，世界上广泛使用的成熟的脱硝技术有催化和非催化氨还原技术，选择性催化还原为SCR（selective catalytic reduction），选择性非催化还原为SNCR（selective non-catalytic reduction）。这两种技术均是用氨气或含氨气的物质（氨水、高温分解产生氨气的尿素等）来还原处理烟气中的氮氧化物。其典型的反应如式（1）、（2）：

6 N6 NO +4 NH₃→5 N₂ + 6 H₂O (1)

6 NO₂ + 8 NH₃→7 N₂ + 12 H₂O (2)

这两种脱硝技术显而易见的短板有两点。其一，脱硝温度高。SNCR工艺，，典型反应温度800-900℃，SCR（选择催化还原）在V-Ti系催化剂上，通常使用温度也是350℃。一般烟气温度都在300℃以下，如若匹配先脱硫后脱硝工艺，温度会更低。其二，带来二次污染。使用大量过量的氨气或氨水，不可避免的氨气逃逸可能导致更严重的环境污染。

专利CN107551782A提供一种干法烟气脱硝方法，先将待脱硝烟气中的一氧化氮氧化为二氧化氮，然后采用以氧化镁为主要成分的脱硝剂在吸收装置中对所述氧化烟气进行干法脱硝，该法存在吸收剂的耗量大和吸收废剂的后处理问题。

上世纪90年代中期丰田公司提出NO的储存-还原法（NSR），催化剂主要包括三种组分：（1）高比表面的载体，通常为γ-Al₂O₃；（2）NOx储存组分，主要是碱金属或碱土金属。（3）贵金属主要是Pt或Pt/Rh合金，用于NOx的氧化与还原。贵金属将NO氧化成NO₂，生成的NO₂与碱性组分反应，将NOx以不稳定的硝酸盐储存起来，然后，在还原剂充足的条件下，不稳定的硝酸盐释放出NOx，被还原成N₂。该法使用贵金属活性组分，成本高且不耐硫，并且需要补充烃类还原剂。

烟气中一般有含量不稳定的CO，CO具有还原性：

2NO+O₂→2NO₂ (3)

2NO₂+4CO→2N₂+4CO₂ (4)