本发明专利技术提供了一种气态单质汞氧化的改性催化剂及其制备方法。属烟气脱汞技术领域。该催化剂为催化组分氯化锰与掺杂改性组分钼酸铵负载于催化载体的改性催化剂，其中钼、锰、氯三种元素的总负载量为1.25~25wt%，摩尔比为0.007~0.14:1:2。实验结果表明，该制备方法可将锰、钼和氯三种元素均匀分散于催化载体上，抑制催化剂在制备过程中颗粒结块，形成更加稳定的集合体，有效提高对气态Hg0的氧化效率；该催化剂在100~200℃范围具有对气态Hg0很强的催化氧化性能和抗硫性能，且耐受时间长，气态Hg0转化成Hg2+的催化氧化效率超过97%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体是一种由催化组分氯化锰与掺杂改性组分钥酸铵负载于催化载体的气态单质汞(Hg°)氧化的改性催化剂及其制备方法。属烟气脱汞
技术介绍
2011年2月，我国《重金属污染综合防治“十二五”规划》明确将汞划分为第一类重点防控的重金属污染物，要求到2015年，重点区域汞的排放，比2007年削减15% ;非重点区域汞的排放量不超过2007年的水平。《规划》涉及汞污染防治技术标准、政策措施和管理规定，制定涉及含汞的“高污染、高环境风险”产品名录，全面排查整治汞排污企业，优化涉汞产业结构，完善汞污染防治体系、事故应急体系及环境与健康风险评估体系等三大监管 体系，为有效控制汞污染奠定坚实基础。烟气中汞的形态分为3种单质汞(Hg°)、颗粒汞(Hgp)及二价汞(Hg2+)。Hg2+易溶于水，可通过湿法脱硫系统去除。绝大部分Hgp可通过电收尘器或袋式收尘器与飞灰一同去除。而Hgtl最难去除，因为其具有较高的挥发性和水中的低溶解度。若能将Hgtl转化为Hg2+，便可利用原有脱硫系统去除。目前，国内外关于单质汞的催化氧化技术研究主要有选择性催化还原法(SCR)催化剂对烟气中单质汞的催化氧化性能及系统运行操作条件对单质汞氧化的影响；新型催化剂包括锰及其氧化物、氯化铜和氧化铜、贵金属类、稀土类、光催化剂等的研究。而传统SCR催化剂对Hg°的催化氧化率一般不到15%。贵金属催化剂(如金和钯)在较低温度下能促进Hg°的催化氧化，但由于太昂贵，难以在工业中应用。锰及其氧化物、氯化铜和氧化铜、稀土类和光催化剂等新型催化剂的研究仅处于实验阶段。可见，研发一种能在较低温条件下应用于工业烟气脱汞的高效低费催化剂显得格外重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种气态Hg°氧化的改性催化剂及其制备方法。本专利技术气态单质汞氧化的改性催化剂其特征是该催化剂为催化组分与掺杂改性组分负载于催化载体上。所述催化剂中催化组分为氯化锰MnCl2 ;掺杂改性组分为二钥酸铵(NH4)2Mo2O7、四钥酸铵(NH4)2Mo4O13 · 2H20、七(仲)钥酸铵(NH4)6Mo7O24 · 4H20、八钥酸铵(NH4)4Mo8O26 中的一种；催化载体为氧化铝Al2O3、氧化铁Fe2O3、二氧化钛TiO2中的一种。该催化剂中钥、锰、氯三种元素的总负载量为1.25 25wt%。该催化剂中负载的钥、锰、氯三种元素的摩尔比为O. 007 O. 14:1:2。本专利技术气态单质汞氧化的改性催化剂制备方法步骤如下将上述催化组分与掺杂改性组分按一定摩尔比混合，加去离子水搅拌均匀，得到浸溃溶液；将干燥过的催化载体小球浸入上述溶液中，经浸溃、干燥、加热过程后，制备出不同催化组分和掺杂改性组分负载量的催化剂。所述浸溃溶液中催化组分含量为2. 5^50 wt%o所述浸溃过程为室温条件下轻微搅拌并在浸溃液中浸溃2 12h。所述干燥过程为6(Tl20°C下干燥2 12h。所述加热过程为在16(T260°C氮气吹扫条件下加热f 3 h，之后又在34(T420°C氮气吹扫条件下加热2 5 h。本专利技术方法制备的催化剂用于脱除烟气中单质Hg°，对气态单质Hg°催化氧化效率高、抗硫性能强、耐受时间长，成本低廉，可使烟气中汞排放量满足相关排放标准，实现环境的可持续发展。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。本专利技术气态单质汞(Hg°)氧化的改性催化剂，该催化剂为催化组分氯化锰与掺杂改性组分钥酸铵负载于催化载体的改性催化剂，其中钥、锰、氯三种元素的总负载量为I.25 25wt%。该催化剂中钥、锰、氯三种元素的总负载量优先选为2.5 15wt%，进一步优选为5 10wt%，最优选为7. 5 wt %。该催化剂中负载的钥、锰、氯三种元素的摩尔比优选为O. 007、. 14:1:2，进一步优选为 O. 021 O. 07:1:2，最优先为 O. 035:1:2。 本专利技术中的催化组分还可用氯化铜(CuCl2)代替氯化锰(MnCl2X 本专利技术中的掺杂改性组分钥酸铵为二钥酸铵((NH4) 2Mo207)、四钥酸铵((NH4)2Mo4O13 · 2H20)、七(仲)钥酸铵((NH4)6Mo7O24 · 4H20)和八钥酸铵((NH4) 4Mo8026)中的一种。本专利技术中的催化载体为氧化铝(A1203)、氧化铁(Fe203)、二氧化钛(TiO2)中的一种。本专利技术改性催化剂制备包括以下步骤选取一定粒径(优选I. 0±0. 5mm)的催化载体，以氯化锰为催化组分，钥酸铵为掺杂改性组分，用去离子水溶解氯化锰和钥酸铵，并搅拌均匀，将干燥过的催化载体放入该混合溶液中浸溃，室温条件下轻微搅拌并在浸溃液中浸溃2 12 h后，在6(Tl20°C下干燥2 12 h，在16(T260°C氮气吹扫条件下加热I 3 h，又在34(T420°C氮气吹扫条件下加热2 5 h，自然冷却后制备出掺杂复合型催化剂。制备方法中的各原料及用量如上所述，其中钥酸铵与氯化锰按催化剂中钥元素与锰元素之间的摩尔比计算。本专利技术制备的改性催化剂烟气脱汞应用首先，烟气通过原有收尘系统后，可去除部分Hg2+和绝大多数Hgp，延长催化剂使用寿命；其次，利用本专利技术制备的改性催化剂将烟气中的Hgtl氧化为Hg2+;最后，配合原有脱硫系统彻底脱除Hg2+，实现烟气中汞的高效低费脱除。实验结果表明，对于将烟气中的气态Hg°氧化为Hg2+，本专利技术催化剂是一种高效、经济的催化剂，具体表现在(1)该制备方法可将催化组分锰和掺杂改性组分钥均匀分散于催化载体上，形成更加稳定的集合体，抑制煅烧时颗粒结块，有效提高Hg°的氧化效率；(2)该改性催化剂易制备，成本低，性价比高；(3)该改性催化剂在10(T200°C具有高催化性能，可大幅减少运行成本；(4)该改性催化剂具有很强的抗硫性能，耐受时间长；(5) Hgtl氧化为Hg2+的催化氧化效率可超过97% ； (6)配合原有收尘系统和脱硫系统，可实现烟气中汞的高效低费脱除。(7)以MnCl2为主催化组分，MnCl2中的Cl与催化剂上呈吸附态的Hg°发生氧化反应，进一步提高Hg°的氧化效率。研究表明本专利技术改性催化剂对气态Hg°的氧化率随MnCl2负载量的增加而增力口，随催化剂粒径的减小而增加，但当MnCl2负载量增加和催化剂粒径减小到一定时，对气态Hg°的氧化率几乎无影响；在一定温度范围内对气态Hg°的催化氧化效率随温度升高而增加，但当氧化效率达到某一最大值时，继续升高温度，氧化效率将有所下降。本专利技术改性催化剂对气态Hg°的氧化率可超过97%，而传统SCR催化剂对Hg°的催化氧化率一般不到15%，主要原因是(1)催化剂载体表面负载的氯化锰对气态Hgtl具有较好的吸附和催化氧化性能；(2)掺杂改性组分钥元素的掺入，可增强催化剂的抗硫性能，延长催化剂耐受时间；(3)本制备方法可抑制高温加热时改性催化剂颗粒结块，将催化组分锰元素和掺杂改 性组分钥元素均匀分散于催化载体上，形成更加稳定的集合体，有效提高Hg°的氧化效率；(4)催化剂中的Cl可直接与催化剂上呈吸附态的Hg°发生氧化反应(这种Hg°氧化方式符合Mars-Maessen机理)，克服了烟气中有SO2的情况下，SO2会竞争吸附于催化剂表面的活性位而削弱其催化活性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气态单质汞氧化的改性催化剂，其特征是：该催化剂为催化组分与掺杂改性组分负载于催化载体上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，栾景丽，何艳明，刘维维，欧根能，陶辉旺，陈华君，熊国焕，张水南，姜永利，
申请(专利权)人：昆明冶金研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。