专利名称：一种脱除SO<sub>2</sub>与NOx的一体化吸收剂和催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于燃煤技术领域，具体涉及净化燃煤废气中有毒气体的技术，
更进一步的是一种脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂及其制备方法。
背景技术：
近年来，随着工业的快速发展，环境污染问题也越来越突出，如石油、 煤炭等燃烧废气中的二氧化硫、氮氧化合物等排入大气，引起大气环境的严 重污染。据统计，目前我国的酸雨覆盖面积已达40%以上，因而控制S02排 放、保护生存环境在我国是刻不容缓的问题。
燃煤锅炉配置烟气脱硫装置仍是目前降低so2排放最有效的途径之一。 现阶段最成熟的烟气脱硫是千式或湿式的石灰石/石膏法，但是其高昂的投资 和运行费用以及所消耗的大量的水资源成为该项技术在我国推广应用的瓶 颈，除此之外，钙基脱硫所带来的另一个较为困难的问题是产生大量的废弃 物，形成二次污染。喷雾干燥法和吸收剂喷射法(炉内或烟道)，以其产生易于 处理的干的废弃物，且投资较省的优点得到一定程度的应用，但存在脱硫率 较低的问题(一般为80%左右)。
由于烟气中除了 S02外还有相当量的NOx，因此开发能同时控制S02与 NOx污染的技术具有极大的应用前景。目前的S02/NOx联合脱除工艺多数处 于研究开发阶段，只有在一些中、低硫煤的电厂得到商业应用，主要有固 体吸收/再生法、气固催化法、电子束法、脉冲电晕等离子体法等。
现有的吸收剂和催化剂主要是对S02和NOx进行催化氧化，使其在高温 下转换成硫酸盐类或硝酸盐内物质，从而达到去除SCb和NOx等有毒气体的 目的。现在主要采用CuO/Y-Al203脱硫脱硝技术，但是其商业化普及应用仍有一段距离；如何将CuO/y-Al203脱硫脱硝技术进行定量、准确地描述，以解决 该项技术在实际运行中存在的问题，使之能应用于生产实践，是目前面临的 课题之一。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种脱除SCb与NOx的一体化吸收剂和催 化剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用技术方案如下
一种脱除S02与N(X的一体化吸收剂和催化剂，以重量为单位包括下面组 分A1203 78.5 ~ 97.5份，Cu(N03)2 2.5~20份，助催化剂0 1.5份。 所述A1203为优选为？A1203。 所述助催化剂为二元复合金属盐。 所述助催化剂为Zn(N03)2。
一种脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂的制备方法，具体包括步骤
(1) 取97.5份的A1203粉末制备成BET表面积在225 m2/g， BJH吸附孔 容为0.49 ml/g，堆密度为0.73 g/ml，粒径为20目左右的微球；
(2) 将上述微球活化后浸渍于含2.5份的Cu(N03)2等体积溶液中保持40 分钟；
(3) 将上述溶液加热到15(TC，并干燥12小时，得到干燥后的粗催化剂；
(4) 将干燥好的粗催化剂在500'C下煅烧5小时，冷却即得到了所需的脱 硫剂。
一种脱除SCb与NOx的一体化吸收剂和催化剂的制备方法，具体包括步骤: (1)取85份的A1203粉末制备成BET表面积在295 m2/g， BJH吸附孔容 为0.64 ml/g，堆密度为0.47 g/ml，粒径为30目左右的微球；(2) 将上述微球活化后浸渍于含14份的Cu(N03)2和1份Zn(N03)2的混 合等体积溶液中保持50分钟；
(3) 将上述溶液加热到15(TC，并干燥10小时，得到干燥后的粗催化剂； (4)将干燥好的粗催化剂在60(TC下煅烧7小时，冷却即得到了所需的
脱硫剂。
一种脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂的制备方法，具体包括步骤
(1) 取78.5份的A1203粉末制备成BET表面积在205 m2/g， BJH吸附孔 容为0.54ml/g，堆密度为0.69g/ml,粒径为30目左右的微球；
(2) 将上述微球活化后浸渍于含20份的Cu(N03)2和1.5份Zn(N03)2混合 等体积溶液中保持60分钟；
(3) 将上述溶液加热到130°C，并干燥11小时，得到干燥后的粗催化剂；
(4) 将干燥好的粗催化剂在50(TC下煅烧8小时，冷却即得到了所需的脱 硫剂。
本发明采用多孔、高比表面积，且具有强吸附力和催化活性的Y-Al203作 为脱硫剂载体，通过等体积浸渍方法制备了不同组分的CuO/Y-Al203吸收/催 化剂，该脱硫剂不仅具有良好的脱除S02的效果，并且对NOx也有良好的脱 除效果，从而解决了目前市场上脱硫剂性能单一的缺点，采用CuO/Y-Al203 作为脱除S02与NOx的一体化吸收/催化剂，可以同时脱除烟气中的S02与 NOx，对于简化电厂的脱硫设备，降低脱硫设备的投资具有重要意义，并且该 催化剂再生性能好，生产成本低，工艺流程简单，具有良好的应用前景。
具体实施例方式
本发明的核心思想是它采用可再生的010/，八1203作为脱除S02与NOx
的一体化吸收剂和催化剂，利用负载于多孔载体1八1203上的CuO与烟气中的S02和02反应生成CuS04以达到脱硫目的，在NH3和02存在的条件下， CuO、 CuS04又可作为催化NOx还原为N2的催化剂；当吸收剂吸收S02达到 饱和时，可利用CH4、 H2等将其还原再生，得到较高浓度的S02和Cu， S02 经回收可进一步加工成硫酸、硫磺和液体S02等，Cu遇到烟气中游离的02 又生成CuO重新使用。
本发明以具有强吸附力和催化活性的，A1203作为脱硫剂载体，将其进行 成型造粒，并制备成20 ~50目的微球，该微球的BET表面积在200 ~ 300m2/g, BJH吸附孔容为0.45 ~ 0.65 ml/g,堆密度为0.60 ~ 0.75 g/ml;将制备好的A1203
微球进行预活化，然后浸渍于Cll(N03)2和相应的金属氯化物或硝酸盐溶液中
20~60分钟，然在80 50"C下干燥10~15小时，制备出不同组分的CuO/y-Al203 吸收/催化剂，从而达到同时脱除烟气中的S02与NOx的目的。
为阐述本发明的思想和目的，下面将结合具体实施例对本发明做进一步 详细说明。
本发明所述的脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂，以重量为单位主 要包括有下面组分A1203 78.5 97.5份，Cu(N03)2 2.5~20份，助催化剂 0~1,5份。
其中，所述Al203包括有a-Al203、 P-A1203、 ？A1203、 6-Al203、 S-A1203、 ti-A1203、 p-Al203、 k-Al203等8种形态，这里的Ab03可以是上述8种形态 中的任意一种或者几种的组合形式，而由于A1203具有强吸附力和催化活 性，可做吸附剂和催化剂，因此优选，^203为载体材料。
而上述助催化剂可以是碱和稀土金属(如Na、 K、 Ca、 Sr、 Ba);稀土元 素(如La、 Ce);过渡金属(如V、 Cr、 Fe、 Co、 Ni、 Zn)或者是二元复合 的金属盐(采用金属K、 Ca、 Sr、 Ce、 Cr、 Fe中的任意一种同钠盐共同制备)，其中优选为二元复合金属盐Zn(N03)2。
优选实施例一， 一种脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂的制备方法,具体包括步骤
(1) 取97.5份的A1203粉末制备成BET表面积在225 m2/g， BJH吸附孔容为0.49ml/g，堆密度为0.73 g/ml，粒径为20目左右的微球；
这里BET表面积是指每克物质中所有颗粒总外表面积之和，它可由专门的仪器来检测，并依据BET理论来进行数据处理。
(2) 将上述微球活化后浸渍于含2.5份的Cu(N03)2等体积溶液中保持40分钟；
(3) 将上述溶液加热到15(TC，并干燥12小时，得到干燥后的粗催化剂；
(4) 将干燥好的粗催化剂在50(TC下煅烧5小时，冷却即得到了所需的脱硫剂。
优选实施例二， 一种脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂的制备方法，具体包括步骤
(1) 取85份的A1203粉末制备成BET表面积在295 m2/g， BJH吸附孔容为0.64ml/g，堆密度为0.47 g/ml，粒径为30目左右的微球；
(2) 将上述微球活化后浸渍于含14份的Cu(N03)2和1份Zn(N03)2的混合等体积溶液中保持50分钟；
(3) 将上述溶液加热到15(TC，并干燥10小时，得到干燥后的粗催化剂;(4)将干燥好的粗催化剂在600'C下煅烧7小时，冷却即得到了所需的
脱硫剂。
优选实施例三，一种脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂的制备方法，具体包括步骤(1) 取78.5份的A1203粉末制备成BET表面积在205 m2/g， BJH吸附孔容为0.54ml/g，堆密度为0.69g/ml，粒径为30目左右的微球；
(2) 将上述微球活化后浸渍于含20份的Cu(N03)2和1.5份Zn(N03)2混合等体积溶液中保持60分钟；
(3) 将上述溶液加热到130°C，并干燥11小时，得到干燥后的粗催化剂;
(4) 将干燥好的粗催化剂在50(TC下煅烧8小时，冷却即得到了所需的脱硫剂。
以上对本发明所提供的一种脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1、一种脱除SO2与NOx的一体化吸收剂和催化剂，其特征在于以重量为单位包括下面组分Al2O3 78.5～97.5份，Cu(NO3)2 2.5～20份，助催化剂0～1.5份。
2、 根据权利要求1所述的脱除S02与N(X的一体化吸收剂和催化剂， 其特征在于所述A1203为优选为？A1203。
3、 根据权利要求1所述的脱除SCb与NOx的一体化吸收剂和催化剂， 其特征在于所述助催化剂为二元复合金属盐。
4、 根据权利要求3所述的脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂， 其特征在于所述助催化剂为Zn(N03)2。
5、 一种脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂的制备方法，其特征 在于具体包括步骤(1) 取97.5份的A1203粉末制备成BET表面积在225 m2/g， BJH吸附 孔容为0.49ml/g,堆密度为0.73 g/ml，粒径为20目左右的微球；(2) 将上述微球活化后浸渍于含2.5份的Cu(N03)2等体积溶液中保持 40分钟；(3) 将上述溶液加热到150°C，并干燥12小时，得到干燥后的粗催化剂；(4) 将干燥好的粗催化剂在500'C下煅烧5小时，冷却即得到了所需的 脱硫剂。
6、 一种脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂的制备方法，其特征 在于具体包括步骤(1)取85份的A1203粉末制备成BET表面积在295 m2/g， BJH吸附孔 容为0.64ml/g，堆密度为0.47g/ml，粒径为30目左右的微球；(2) 将上述微球活化后浸渍于含14份的Cu(N03)2和1份Zn(N03)2的 混合等体积溶液中保持50分钟；(3) 将上述溶液加热到150°C，并干燥10小时，得到干燥后的粗催化剂；(4)将干燥好的粗催化剂在600'C下煅烧7小时，冷却即得到了所需 的脱硫剂。
7、 一种脱除S02与NOx的一体化吸收剂和催化剂的制备方法，其特征在于具体包括步骤(1) 取78.5份的Ab03粉末制备成BET表面积在205 m2/g， BJH吸附 孔容为0.54ml/g，堆密度为0.69g/ml，粒径为30目左右的微球；(2) 将上述微球活化后浸渍于含20份的Cu(N03)2和1.5份Zn(N03)2 混合等体积溶液中保持60分钟；(3) 将上述溶液加热到130°C，并干燥ll小时，得到干燥后的粗催化剂；(4) 将干燥好的粗催化剂在50(TC下煅烧8小时，冷却即得到了所需的 脱硫剂。
全文摘要
本发明公开了一种脱除SO<sub>2</sub>与NO<sub>x</sub>的一体化吸收催化剂及其制备方法，主要采用具有强吸附力和催化活性的γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>作为脱硫剂载体，通过等体积浸渍方法制备了不同组分的CuO/γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>吸收/催化剂，该脱硫剂不仅具有良好的脱除SO<sub>2</sub>的效果，并且对NO<sub>x</sub>也有良好的脱除效果，从而解决了目前市场上脱硫剂性能单一的缺点，而且可以同时脱除烟气中的SO<sub>2</sub>与NO<sub>x</sub>，对于简化电厂的脱硫设备，降低脱硫设备的投资具有重要意义，并且该催化剂再生性能好，生产成本低，工艺流程简单，具有良好的应用前景。
文档编号B01D53/86GK101559367SQ20081006680
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月17日 优先权日2008年4月17日
发明者刘现卓, 吴迅海, 王韶锋, 郑君国 申请人:宇星科技发展(深圳)有限公司