一种用于烟气脱汞脱硝的载铈载银催化吸附剂及其制备方法和应用技术

本公开涉及一种用于烟气脱汞脱硝的载铈载银催化吸附剂及其制备方法和应用。该催化吸附剂包括载体以及负载在所述载体上的银纳米颗粒和活性组分；其中，所述载体包括EVS

【技术实现步骤摘要】
一种用于烟气脱汞脱硝的载铈载银催化吸附剂及其制备方法和应用


[0001]本公开涉及环境保护及大气污染控制
，具体地，涉及一种用于烟气脱汞脱硝的载铈载银催化吸附剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]汞是一种有毒的重金属，对人类健康和生态环境造成严重危害。燃煤电站被认为是全球最大的人为汞排放源。因此，研究高效脱除燃煤电厂烟气中汞的技术势在必行。燃煤电厂被认为是最重要的人为汞排放源之一。烟气中的汞主要以Hg
2+
、Hg
p
和Hg0三种形态存在，Hg
2+
溶于水，因此可以被污染物控制设备湿法脱硫装置高效脱除；烟气中的Hg
p
由于和飞灰结合，可以被颗粒物控制设备如布袋除尘器或者静电除尘器脱除；但是Hg0不溶于水且易挥发，低温下相当稳定，很难被电厂现有的污染物控制设备脱除而直接排放进入大气中。因此，脱除燃煤电厂烟气中汞的关键在于控制Hg0的排放。
[0003]目前脱汞的两个主要研究方向分别是吸附剂法脱汞和催化氧化法脱汞：吸附剂法脱汞是将Hg0通过物理或化学吸附到吸附剂表面，然后被颗粒物控制设备脱除；催化剂催化氧化脱汞是将Hg0高效氧化成Hg
2+
，进而被湿法脱硫装置脱除。我们在之前的研究中合成了一类催化吸附新材料——EVS
‑
10分子筛载银材料。EVS
‑
10是一类钒全部替代钛硅酸盐分子筛ETS
‑
10中钛的分子筛，主要由钒氧八面体和硅氧四面体构成，并通过共同角氧原子相链接，最后形成三维网络结构。由于EVS
‑
10分子筛骨架中含有钒活性组分，因此具有一定的催化能力，与工业用载钒催化剂类似，可以催化氧化单质汞。实验测试结果表明，EVS
‑
10分子筛催化氧化汞的效率约48％。而银纳米颗粒可以吸附单质汞形成稳定的合金即汞齐。汞齐是一种相对较强的相互作用，强于分子间作用力，因此载银吸附剂是一类脱汞效率和容量极高的吸附剂，EVS
‑
10分子筛载银材料的综合脱汞效率达到100％。虽然该材料具有良好的脱汞性能，但是功能单一，只可用于单污染物汞的控制，脱硝性能较差。
[0004]除单质汞外，氮氧化物也是一种燃煤产生的常见空气污染物，会引起酸雨和温室效应。氮氧化物(NOx)中NO的比例占95％以上，因此脱除氮氧化物的关键是脱除NO。目前脱除燃煤烟气NO最为有效和广泛使用的技术是NH3选择性催化还原(SCR)技术。目前研究的SCR催化剂主要是将金属氧化物如V2O5、CuO、Cr2O3、CeO2、Fe2O3、MnO2、Co2O3等负载于Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、碳材料和分子筛等载体上制备而成。EVS
‑
10分子筛作为催化剂载体虽然具有一定的脱汞能力，但催化脱硝性能较差(仅有14％脱除效率)，无法达到同时脱汞脱硝的目的；且在反复回收利用过程中容易团聚成更大的颗粒，不利于分子筛的反复回收利用。

技术实现思路

[0005]本公开的目的是提供一种用于烟气脱汞脱硝的载铈载银催化吸附剂及其制备方法和应用，该催化吸附剂可以实现对汞和氮氧化物的协同脱除；并且易于反复回收利用。
[0006]为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种用于烟气脱汞脱硝的载铈载银催化
吸附剂，该催化吸附剂包括载体以及负载在所述载体上的银纳米颗粒和活性组分；其中，所述载体包括EVS
‑
10分子筛，所述活性组分包括CeO2，其中所述活性组分在先负载于所述EVS
‑
10分子筛上，所述银纳米颗粒在后负载于所述EVS
‑
10分子筛上。
[0007]可选地，以所述催化吸附剂的总重量为基准，所述载体的质量分数为45～98重量％，所述银纳米颗粒的质量分数为1～40重量％，所述活性组分的质量分数为1～15重量％。
[0008]本公开第二方面提供一种制备本公开第一方面所述的脱汞脱硝的催化吸附剂的方法，包括以下步骤：(1)将EVS
‑
10分子筛、铈源与水混合，得到第一混合物；(2)向所述第一混合物中加入碱性溶液，然后加入醇，得到胶体前驱体；(3)对所述胶体前驱体进行第一焙烧处理，得到第一固体产物；(4)将所述第一固体产物、银源与水混合，使所述银源与所述第一固体产物中EVS
‑
10分子筛进行离子交换；然后进行洗涤、干燥，得到第二固体产物；(5)对所述第二固体产物进行第二焙烧处理。
[0009]可选地，在步骤(1)中，所述EVS
‑
10分子筛、铈源和水的重量比为(85～95)：(13～31)：(500～600)；
[0010]可选地，所述铈源选自醋酸铈、氯化铈和硝酸铈中的一种或多种。
[0011]可选地，步骤(1)还包括：将所述EVS
‑
10分子筛在水中超声处理5～30分钟，然后加入所述铈源和分散助剂进行混合，得到所述第一混合物；其中所述铈源和所述分散助剂的重量比为(85～95)：(34～102)；优选地，所述分散助剂选自聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸和水解聚马来酸酐中的一种或多种，进一步优选为聚甲基丙烯酸。
[0012]可选地，步骤(2)中，所述碱性溶液包括氨水；所述醇包括乙醇；可选地，所述氨水与所述醇的加入体积比(4～12)：(60～70)。
[0013]可选地，步骤(2)还包括：向所述第一混合物中加入碱性溶液后超声处理5～30分钟；以及
[0014]在所述第一焙烧处理之前，将所述胶体前驱体超声处理5～30分钟，然后在70～100℃下进行蒸发。
[0015]可选地，步骤(3)中，所述第一焙烧处理的条件包括：焙烧温度为350～600℃，焙烧时间为1～4小时；
[0016]可选地，步骤(3)还包括：将第一焙烧处理后得到的产物冷却后进行筛分，取筛下粒，得到所述第一固体产物。
[0017]可选地，步骤(4)中，所述银源包括硝酸银；所述硝酸银与步骤(4)中的水的重量比为0.4～0.6：1；所述硝酸银与步骤(1)中所述EVS
‑
10分子筛的重量比为(40～60)：(85～95)；
[0018]可选地，所述混合的条件包括：在避光环境中磁力搅拌1～24小时；
[0019]可选地，所述干燥的温度为80～110℃。
[0020]可选地，步骤(5)中，所述第二焙烧处理的条件包括：在惰性气氛下，焙烧温度为150～400℃，焙烧时间为0.5～2小时；所述惰性气氛为氮气或氩气。
[0021]本公开第三方面提供本公开第一方面所述的催化吸附剂在烟气脱汞脱硝领域的应用；可选地，所述烟气为燃煤电厂烟气。
[0022]通过上述技术方案，本公开提供了一种用于烟气脱汞脱硝的载铈载银催化吸附剂
及其制备方法和应用，本公开基于向EVS
‑
10分子筛上“先负载包括CeO2的活性组分，后负载银纳米颗粒”的负载顺序得到了载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于烟气脱汞脱硝的载铈载银催化吸附剂，其特征在于，该催化吸附剂包括载体以及负载在所述载体上的银纳米颗粒和活性组分；其中所述载体包括EVS
‑
10分子筛，所述活性组分包括CeO2，所述活性组分先负载于所述EVS
‑
10分子筛上，所述银纳米颗粒后负载于所述EVS
‑
10分子筛上。2.根据权利要求1所述的催化吸附剂，其特征在于，以所述催化吸附剂的总重量为基准，所述载体的质量分数为45～98重量％，所述银纳米颗粒的质量分数为1～40重量％，所述活性组分的质量分数为1～15重量％。3.一种制备权利要求1或2中所述的脱汞脱硝的载铈载银催化吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将EVS
‑
10分子筛、铈源与水混合，得到第一混合物；(2)向所述第一混合物中加入碱性溶液，然后加入醇，得到胶体前驱体；(3)对所述胶体前驱体进行第一焙烧处理，得到第一固体产物；(4)将所述第一固体产物、银源与水混合，使所述银源与所述第一固体产物中EVS
‑
10分子筛进行离子交换；然后进行洗涤、干燥，得到第二固体产物；(5)对所述第二固体产物进行第二焙烧处理。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述EVS
‑
10分子筛、铈源和水的重量比为(85～95)：(13～31)：(500～600)；可选地，所述铈源选自醋酸铈、氯化铈和硝酸铈中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)还包括：将所述EVS
‑
10分子筛在水中超声处理5～30分钟，然后加入所述铈源和分...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹田田，宋海涛，沙昊，朱凯，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：