[发明专利]一种耐硫型NO氧化规整结构催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种用于含硫环境的NO选择性氧化催化剂及其制备方法；所述催化剂为复合金属氧化物负载的蜂窝整体结构催化剂，主要由蜂窝状规整结构载体I、复合金属氧化物载体II、活性组分与助剂构成；其中，所述复合金属氧化物载体含有氧化硅、氧化铝与氧化钛，活性组分为Mn与Fe，助剂为La、Ce、Mo与P；所涉及催化剂制备方法是首先获得La‑Mn‑Fe复合结构，然后将其与其他组分球磨成浆料，采用浸涂方式担载到蜂窝状规整结构载体I上。该催化剂在含硫氧化物较高的烟气环境中保持较好的NO选择性氧化性能，适用于烟气选择性氧化‑洗涤一体化脱硫脱硝过程。

技术领域

本发明涉及一种耐硫选择性催化氧化催化剂，具体涉及一种含硫烟气中NO选择性氧化催化剂及制备方法，属于有害气体净化技术和环境功能材料制备领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展，交通与工业排放的烟气量也急剧增加，其中包含的SOx与NOx气体给自然环境与人体生命健康带来很大影响。烟气排放的主要危害，首先表现在危害人体健康，譬如对人体的眼睛和呼吸道系统有明显刺激作用，易诱发多种眼睛疾病、支气管炎与肺病等，浓度度过高还将危机生命安全；其次，形成酸雨，危害农田森林，导致森林退化、农田土壤酸化与粮食蔬菜大面积减产；此外，酸雨还将产生严重腐蚀作用，能加剧潮湿空气对多种工程材料和设备的腐蚀，造成严重的建筑物、工程设施与文物等损坏。国际上对酸雨造成的环境污染问题高度重视，我国也已将控制酸雨和污染物排放纳入《中华人民共和国大气污染防治法》，2015年，我国修订了《大气污染防治法(2015年)》，并定义为“清洁空气法”，持续强化了我国污染物排放管制法规。随着国民经济的高速发展，交通与工业排放气中SOx与NOx的脱除，已经成为我国大气污染治理的重中之重，形势依然严峻。

烟气脱硫技术研究始于19世纪50年代，20世纪60年代以来，美国、德国、日本等国开始了对烟气脱硫技术的大规模研究开发与应用，目前已有数百种烟气脱硫技术问世，有数千套烟气脱硫装置投入运行。烟气脱硫技术有湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫三种方案。烟气脱硫中，湿法脱硫工艺设备投资小，工艺简单，过程效率高。国际上非常注重湿法脱硫的研究工作，尤其以日本、美国、德国等国的研究成果最多。其中较成熟的湿法脱硫工艺主要有：石灰石-石膏法、双碱法、氧化镁法、氨法、钠盐循环法与海水法吸收法等等。该方法脱硫效率高，尾气SOx排放浓度可稳定达到环保要求、运行状况稳定、实用业绩较多，但装置投资较大。随着国家对脱硫装置的开工率和排放指标要求越来越严，湿法脱硫技术越来越受到关注。

自上世纪70年代开始，发达国家就开始了脱硝技术研究，到目前为止，国内外已经开发出多种脱硝技术，常用的烟气脱硝技术包括：选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)、选择性非催化还原烟气脱硝技术(SNCR)、固体吸附法、液相络合吸收法、等离子体活化法和生物法等等，其中SCR与SNCR是常用的工业脱硝技术。选择性催化还原脱硝，通常是利用NH₃、尿素为还原剂，在高温催化剂的作用下，将NOx还原成N₂和H₂O；该技术最早由美国Engelhard公司开发，于1975年在日本示范后，奠定了其产业化基础，该工艺的脱硝效率一般可以达到85％以上，目前技术成熟、工程上应用最为广泛；然而，SCR脱硝技术也存在着催化剂易中毒失活、氨逃逸与氨安全问题、系统体积大与成本偏高问题。选择性非催化还原脱硝技术，与SCR脱硝的最大不同是不需要催化剂，将还原剂(如氨水、尿素等)直接喷入温度为800℃～1000℃的炉膛内，在高温下与烟气中的NOx直接进行反应生成N₂和H₂O；SNCR脱硝技术无需催化剂，成本相对较低，随着技术的不断完善，其应用越来越广泛；但是，SNCR也存在反应过程对温度条件要求苛刻、还原剂用量控制困难及其容易逃逸造成二次污染等缺点。