专利名称：废气处理催化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有脱硝活性和汞氧化活性的废气处理催化剂。
背景技术：
在还原脱硝单元从废气中除去NOx，然后在湿式脱硫单元使用碱性吸收液作为吸 收剂除去的废气处理方法中，已研究当同时进行脱硝和脱硫时对废气中的金属汞和汞 化合物(以下统称为汞，除非另有说明)进行处理的方法。烟道气中的汞以不溶于水的金属汞和溶于水的氯化汞的形式存在。当汞处于金属 汞的形式时，汞难溶于水。当汞处于金属汞形式时，湿式脱硫单元除汞的效率降低。同时， 当汞处于HgCl或HgCl2的形式时，废气中的HgCl或HgCl2通过在湿式脱硫单元中的气-液 接触而溶于水，从而能够除去汞。换言之，如果能在催化剂如脱硝催化剂的存在下将金属汞 转化为氯化汞，那么就能在位于下游的脱硫单元中除去汞。下面参考图2描述利用该方案的这种常规废气处理方法的实例。在图2中，在从 锅炉10至还原脱硝单元60的流道中设置NH3供应点20和供应点21。在NH3供应点20，将 由NH3储罐30供应的NH3注入到废气中。在供应点21，将汞氯化剂如HCl从用于供应汞氯 化剂的储罐40注入到废气中。将来自锅炉10的废气引入到还原脱硝单元60中。在还原 脱硝单元60中，使已注入NH3和HCl的废气中的NH3和NOx彼此反应，同时在HCl存在下将 金属Hg氧化成HgCl2。通过空气加热器70和热交换器80后，在集尘器90中将烟灰和粉尘 除去。然后，在湿式脱硫单元100将废气中的SO2和HgCl2同时除去。此时，过量的HCl包 含在通过还原脱硝单元60的废气中，但不会从烟囱排出，因为在脱硫单元100中HCl被碱 性水溶液如石灰乳吸收。连同上述方法，提出了这样的系统，其中在脱硝催化剂的上游将氯 化剂如HCl喷雾以在催化剂上氧化(氯化)汞，然后在位于下游的湿式脱硫单元将汞除去 (参见例如专利文献1)专利文献1 特开平10-230137号公报
发明内容
本发明要解决的问题然而，在Cl含量低的煤的情况下，需要将大量汞氯化剂如HCl供应到废气中以维 持转化成氯化汞的转化率。此外，为了使HCl蒸发，需要大量的高温热源、蒸气等。此外，除 了认为在发电厂中是有危险的NH3外，还使用高腐蚀性HC1，其诱发材料腐蚀，从而呈现出提 高的利用和储存成本的问题。因此，本发明的目的是提供用于废气处理的方法和设备，所述方法和设备能够降 低废气处理中的高腐蚀性汞卤化剂如汞氯化剂的添加量，同时保持高的除汞效率。为了实现上述目的，根据本发明，其中废气中的氮氧化物通过与充当还原剂的氨 接触而除去、并且使用卤素作为氧化剂将汞氧化的废气处理催化剂包含作为载体的TiO2 ； 选自V、W和Mo中的至少一种的氧化物，其作为活性成分负载在载体上；及选自Bi、P以及含有Bi和/或P的化合物中的至少一种，其作为助催化剂成分负载在载体上。作为汞的氧 化剂的卤素优选是除HCl外的含氯(Cl)化合物如NH4Cl,或者是含溴(Br)化合物。此外， 可以按如下形式使用助催化剂成分。(a)仅Bi单质的形式。(b)仅P单质的形式。(c)含有Bi单质和P单质两者的形式。(d)Bi和P的化合物的形式。(e)含Bi化合物的形式。(f)含P化合物的形式。(g)含Bi和P的化合物的形式。根据本发明的另一方面，在废气处理催化剂中，所述助催化剂成分由P或含P化合 物形成。根据本发明的又一方面，在废气处理催化剂中，所述助催化剂成分由Bi或含Bi化 合物形成。发明效果本发明提供了一种废气处理催化剂，所述催化剂能够降低在废气处理中高腐蚀性 汞氯化剂的添加量，同时保持高的汞氧化效率。
[图1]描述实施例1和2中废气处理催化剂的配置的概念图。
[图2]描述常规废气处理方法的概念图。
附图标记说明
1废气处理催化剂
10锅炉
20NH3供应点
21HCl注入点
30NH3储罐
40汞氯化剂储罐
60还原脱硝单元
70空气加热器
80热交换器
90集尘器
100脱硫单元
具体实施例方式在下文，将参考本发明的实施方式进一步详细地描述本发明的废气处理催化剂。本发明的废气处理催化剂的载体由TW2形成。作为催化剂载体，通常可以使用选 自Ti02、Si02、&02、Al203、它们的复合氧化物以及沸石中的至少一种。此外，本发明的废气处理催化剂将选自V、W和Mo中的至少一种的氧化物作为活性成分负载在这种载体上。此外，本发明的废气处理催化剂将选自Bi、P及含Bi和/或P的化合物中的至少 一种作为助催化剂成分负载在所述载体上。助催化剂成分优选以氧化物、复合氧化物或杂 多酸的形式存在。因为含Bi或P的化合物处于具有不同氧化数的化合物形式，所以由于氧 化-还原循环作用，可以促进汞的氧化。Bi可以与Mo形成复合氧化物，由此起助催化剂作 用。同时，P通过与Mo或W结合可以形成具有相当强氧化能力的杂多酸。Bi和P均不独立 地存在并且它们是可以形成化合物的元素。因此，Bi和P起助催化剂作用。助催化剂成分相对于活性成分的配合比如下。例如，假定其中使用钒氧化物作为活性成分和使用含P杂多酸(钼磷酸)作为助 催化剂成分的情况。在这种情况中，所含V原子数、所含Mo原子数和所含P原子数之比优 选为 32 12 1 10 12 1。作为另一个实例，假定其中使用钒氧化物作为活性成分和使用含Bi化合物作为 助催化剂成分的情况。在这种情况下，所含V原子数、所含Mo原子数和所含Bi原子数之比 优选为 1 3 0. 1 1 10 1. 5。在上述情况下，相对于每IOOg载体，优选负载0. 1 2质量％的活性成分。示意性地，本发明的废气处理催化剂按如下制造。(1)例如，将含有载体成分和活性成分的催化剂糊状物成形为蜂窝体形状并将其 进行烧制。(2)用助催化剂成分浸渍所述蜂窝体并将其进行烧制。在下面实施例1中将描述制备Bi2O3 (1. 5)-MoO3 (7)-V2O5AiO2的具体形态。在下面实施例2中将描述制备P-MoO3-(7)-V2O5 (0. 5)/TiO2的具体形态。实施例1[Bi2O3 (1. 5) -MoO3 (7) -V205/Ti02 的制备]按如下制备基于TiO2-V2O5的脱硝催化剂(TiO2 V2O5 = 95.5 0. 5 (质量比))。将具有25% NH3含量的氨水添加至3600g偏钛酸浆料(TiO2含量30质量％ ) 中，并将PH调节为6. 5，接着湿式混炼2小时，干燥，并进一步在550°C下烧制5小时。从 而，获得钛氧化物粉末。将偏钒酸铵水溶液和钼酸铵水溶液添加至该粉末中，以使V2O5和 MoO3含量分别为0. 5质量％和7质量％，然后将其与该粉末充分混合。之后，将该混合物 干燥并在450°C下烧制4小时。从而，获得由钛氧化物[TiO2]-钒氧化物[V2O5]-钼氧化 物[MoO3]形成的粉末(A)。向IOOOg该粉末(A)中放入25g羧甲基纤维素和12. 5g聚环 氧乙烷，并且随着向其添加足量的水将其一起在混炼机中混炼30分钟，接着挤出成30mm2 的蜂窝体形状，进行干燥，然后在500°C下烧制5小时。另外制备硝酸铋水溶液，并用其浸 渍所述蜂窝体以使Bi2O3含量为1.5质量％。将所得物在500°C下烧制3小时。由此制得 Bi2O3 (1. 5) -MoO3 (7) -V205/Ti02 催化剂。[汞氧化活性的试验]如图1中所示，将按上述制得的蜂窝体形状的废气处理催化剂1设置在三个阶段， 各催化剂在500mm长度中具有4孔道(conduit) X 7孔道，并就汞氧化活性进行试验。使具有表1中所示的如下&至NOx特征的废气样品在同一表1中的条件下流动， 并试验废气处理催化剂1的汞氧化活性。应当注意，表中的符号表示以下含义。
Ugs 空塔速度AV 基于气体接触面积计的待处理气体的量废气样品在图1中的位置S1和&处提取。[表 1]
权利要求
1.一种废气处理催化剂，其中废气中的氮氧化物经与作为还原剂的氨接触而除去，且 其中使用商素作为氧化剂将汞氧化，所述催化剂包含作为载体的TiA ；选自V、W和Mo中的至少一种的氧化物，其作为活性成分负载在所述载体上；及 选自Bi、P以及含有Bi和/或P的化合物中的至少一种，其作为助催化剂成分负载在 所述载体上。
2.根据权利要求1的废气处理催化剂，其中所述助催化剂成分由P或含P化合物形成。
3.根据权利要求1的废气处理催化剂，其中所述助催化剂成分由Bi或含Bi化合物形
全文摘要
本发明提供了一种废气处理催化剂，利用所述催化剂能够降低在废气处理中高腐蚀性汞氯化剂的添加量，同时保持高的汞氧化效率。所述催化剂用于废气处理，所述废气处理中将氨用作还原剂以从废气中催化除去氮氧化物，并将卤素用作氧化剂以将汞氧化。所述催化剂包含作为载体的TiO2；选自V、W和Mo中的至少一种的氧化物，所述氧化物作为活性成分负载在所述载体上；及选自Bi、P以及含有Bi和/或P的化合物中的至少一种，其作为助催化剂成分负载在所述载体上。
文档编号B01J27/199GK102083529SQ20098010019
公开日2011年6月1日 申请日期2009年2月26日 优先权日2008年2月27日
发明者尾林良昭, 清泽正志, 野地胜己 申请人:三菱重工业株式会社