本技术涉及一种新型催化剂,旨在同步去除NOx和二噁英。该技术采用TiO2作为基材,空心球状CeOBr作为活性组分,通过特定的制备流程,实现了对NOx和二噁英的高效协同脱除。
背景技术
随着工业化和城镇化的快速发展,人类对电力需求不断增大,而当下常规的火力发电技术会排放出大量的NOx。NOx不仅对人体呼吸系统和眼部产生强烈的刺激作用,还可能诱发肺病、哮喘等呼吸系统疾病,对公众健康构成严重威胁。此外,NOx还是大气污染的主要成分,易形成雾霾和酸雨,对生态环境和土壤质量造成长期破坏。且NOx作为温室气体之一,大量排放会加剧全球气候变暖,对地球生态系统产生深远影响。
选择性催化氧化还原技术(SCR)是当下最主流的NOx治理手段,NOx和NH3
在催化剂的作用下转变为H2
O和N2
。专利CN104399453B公开了一种SCR脱硝催化剂及其制备方法,以钒钼钨氧化物为活性组分,以二氧化钛、硅藻土和陶土为载体,制备出大孔径、大比表面积的脱硝催化剂,可以实现95%以上的脱硝活性。专利CN101716514B公开了一种水热法制备的选择性脱硝催化剂及其制备工艺,该方案以TiO2
纳米管为载体,以铜或铬的氧化物为活性组分,以钨或钼的氧化物为助催化剂,利用水热法制备而成。该催化剂具有优异的脱硝活性,同时钨钼的存在使得SO2
/SO3
的转化率降低。专利CN104437530B公开了一种脱硝催化剂的制备方法,该方案为规模化生产方案,将钛钨粉、粘合剂、增强剂、造孔剂、活性组分、胶溶剂等混合均匀,然后挤出成型、干燥、焙烧得到成品催化剂。该方案的关键在于各原料的配比,成品催化剂具有优秀的结构强度和脱硝性能。
在火力发电烟气,尤其是垃圾焚烧火力发电烟气中,不仅存在大量NOx,还存在高含量的二噁英。二噁英是一种剧毒和高致癌性物质,短期接触二噁英可能导致皮肤受损和肝脏功能异常,而长期暴露则可能引发免疫系统紊乱、内分泌系统失调以及癌症等严重健康问题。专利CN103657638B公开了一种整体式二噁英脱除催化剂及其制备方法,以蜂窝陶瓷为载体,以V2
O5
、WO3
和TiO2
进行涂覆。该催化剂在160~180℃即可实现95%以上转化率,且强度高、活性组分结合紧密。又如专利CN104324717B公开了一种去除垃圾焚烧炉废气中二噁英的催化剂及其制备方法,以蜂窝状TiO2
为载体,以钒、钨、银、铜、锰、铁、镍、锶、铯中的一种或多种为活性元素。该催化剂中含有大量微孔群,增大催化剂的比表面积,从而提升催化剂的活性。
鉴于NOx和二噁英的严重危害,必须采取切实有效的措施减少其排放,并加强对其在环境中的监测和管理。当下,污染物一体化脱除工艺已经成为各国控制烟气污染的研发热点,如专利CN108421390B、专利CN110773191B、专利CN109603804B等公开了一些NOx和二噁英协同脱除的方案。但是,当前烟气污染物一体化脱除工艺仍不完善。
实现思路