[发明专利]用于同步脱除燃煤烟气中有机废气和NOx的改性蜂窝整体式催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了用于同步脱除燃煤烟气中有机废气和NOx的改性蜂窝整体式催化剂及其制备方法与应用。本发明方法克服了目前商用挤出式催化剂用量大成本高、催化剂机械强度较低，在高硫、高氮、高氨烟气中对有机废气的温度窗口窄、活性低、CO_x选择性低、氧化效率低的缺点，对高硫、高氮、高氨烟气中有机废气表现出优异的氧化性能，实现了有机废气和NOx的同时去除。所制备的催化剂可广泛应用于高硫、高氮、高氨烟气，工业锅炉、燃煤电厂、钢铁厂等燃煤过程烟气中有机废气与NOx单独控制，有机废气与NOx同步净化等等大气污染控制领域。

技术领域

本发明属于环境功能材料技术领域，具体涉及用于同步脱除燃煤锅炉烟气中有机废气和NOx的金属复合改性蜂窝整体式催化剂及其制备方法与应用的制备方法及其及其在高硫、高氮、高氨烟气，工业锅炉、燃煤电厂、钢铁厂等燃煤过程烟气中有机废气与NOx单独控制，有机废气与NOx同步净化等大气污染治理中的应用。。

背景技术

目前国内外有关燃煤过程中有机污染物生成机理认识严重不足，更缺乏相应控制手段。燃煤烟气中的挥发性有机物具有环境成分复杂 (含有NH₃、NO和SO₂等)、浓度低(几十mg/m3)、烟气量大(百万级)、毒性高等特点，无法直接应用现有工业源VOCs吸附和催化氧化技术及材料。实际工况的SCR脱销装置中存在预留空间，比如“2+1”或者“3+1”结构，且燃煤锅炉的烟气温度区间满足目前商业催化剂的运行温度。鉴于此，本研究拟将NO脱硝技术与有机物氧化技术联用，即将有机物氧化的催化材料与商业的SCR催化剂进行原位复合，或将原有预留层填装为有机物氧化催化剂，期望得到同时脱除NO和有机物的催化材料。

商业SCR催化剂目前主要有蜂窝状、板式和波纹催化剂，其中蜂窝状整体挤出式催化剂广泛应用于工业烟气脱硝领域，但催化剂用量大成本高，且催化剂机械强度较低。在VOC的催化氧化工艺中，使用可以热交换系统的堇青石材料，实现了多余热量的有效回用，提高了VOCs净化效率。

鉴于此，本发明针对燃煤烟气的特性，开发出了一种用于同步脱除燃煤锅炉烟气中有机废气和NOx的金属复合改性蜂窝整体式催化剂，该催化剂在燃煤烟气中具有宽温度窗口及高CO_x选择性和稳定性。本发明制备的金属复合改性蜂窝整体式催化剂为高硫、高氮、高氨烟气，工业锅炉、燃煤电厂、钢铁厂等燃煤过程烟气中有机废气与NOx 单独控制，有机废气与NOx同步净化等净化材料的制备与应用提供了新的思路和方向。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种适应高硫、高氮、高氨烟气氛围，能够在工业锅炉、燃煤电厂、钢铁厂等燃煤过程烟气中对有机废气与 NOx进行单独控制或有机废气与NOx同步净化的催化剂，应用于大气环境污染治理中。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于同步脱除燃煤烟气中有机废气和NOx的改性蜂窝整体式催化剂的制备方法，将X前驱体、V前驱体、W前驱体溶解于热水中，加入助剂和载体，然后煅烧而得到用于同时净化燃煤有机废气和NOx 去除的金属改性催化剂；所述X前驱体为钼酸铵、硝酸铜、硝酸铁、硝酸铈或硝酸钴；所述V前驱体为偏钒酸铵；所述W前驱体为钨酸铵；所述各组分的添加量满足：钼、铜、铁、铈或者钴的添加量为 1～10wt％，钒的添加量为0.5～10wt％，钨的添加量为1～10wt％，所述助剂为硅溶胶、拟薄水铝石或羟基纤维素。