稀土基复合多组分脱硝、脱二噁英催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种稀土基复合多组分脱硝、脱二噁英催化剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]氮氧化物和汞是造成大气污染和重金属污染主要成分之一，它不仅会对人体有害，而且还会污染环境。
[0003]根据《火电厂氮氧化物排放标准》(二次征求意见稿)的要求，要达到新机组或重点地区老机组改造100mg/Nm3的排放要求必须加装SCR脱硝催化剂，非重点地区满足200mg/Nm3的排放要求。目前世界上最为成熟的脱硝技术是SCR法脱硝技术。SCR脱硝技术是指在脱硝催化剂的作用下，用氨气做还原剂，把烟气中的NOx分解，生成队和H20。
[0004]脱硝反应方程式:
[0005]4NH3+4N0+02—4N2+6H20
[0006]4NH3+2N02+02— 3N 2+6H20
[0007]目前SCR脱硝催化剂技术活性组分为五氧化二钒，载体为二氧化钛钛白粉。脱硝催化剂使用寿命2-3年，五氧化二钒属于有毒物质极易溶于水，这样为了防止污染地下水和土壤等，废弃的催化剂就不能随便填埋或露天堆放。就造成催化剂处理难的问题，给业主带来巨大的环保压力。同时五氧化二钒有较高的氧化率，使二氧化硫向三氧化硫转化，这样就使三氧化硫和氨气结合生生硫铵盐会对设备造成腐蚀和堵塞，造成设备检修频繁，影响生产。另外该类脱硝催化剂使用的载体以二氧化钛钛白粉做载体，在生产和应用过程中容易开裂和磨损、散塌。
[0008]针对烟气脱二噁英技术，是指在脱二噁英催化剂的作用下，将烟气中的二噁英被氧化分解成HC1、H20、C02，其技术核心也是脱硝、脱二噁英催化剂。而目前国内针对烟气中二噁英的治理，主要采用的是活性炭吸附和烟气骤冷技术。活性炭吸附只是将二噁英从烟气中转移到活性炭中，不能从根本上治理。烟气骤冷技术是指将烟气温度从800°C骤降到200°C以下，避免二噁英的产生，但是造成了大量能源的浪费。
[0009]另外，SCR脱硝反应的同时还会带来另一个反应是将烟气中部分元素Hg氧化成二价Hg，从而有助于Hg在脱硫吸收塔中被洗涤，从而减少Hg向大气中的排放，实现Hg减排的目的。
[0010]脱汞反应方程式:
[0011]Hg°—Hg2+
[0012]但是针对烟气脱汞，气态单质Hgtl的去除始终是烟气中汞污染控制的难点。
[0013]现有的脱汞技术如活性炭吸附法、化学沉淀法等诸多技术都能实现脱汞的目的，但是脱汞技术工艺比较复杂，成本比较高，甚至还会产生其他有害的副产物。
【发明内容】
[0014]本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种稀土基复合多组分脱硝、脱二噁英催化剂及其制备方法，工艺简单，操作运行安全，兼具脱硝、脱二噁英和脱汞多重功效的稀土基复合多组分脱硝、脱二噁英催化剂的制备方法，解决二噁英污染问题，极大的提高催化剂的活性，拓宽温度使用范围。
[0015]本发明所述的一种稀土基复合多组分脱硝、脱二噁英催化剂，以二氧化钛、硅粉为载体，以钨的化合物、钒的化合物、铈的化合物以及镧的化合物为活性组分，在辅料伴随下，经过混炼、造粒、捏合、成型、干燥、焙烧制成；
[0016]其中，辅料为单乙醇胺、氨水、乳酸、硬脂酸、玻璃纤维、柠檬酸、聚丙烯纤维PP、纤维素醚、聚氧化乙烯和水。
[0017]原料组成如下:二氧化钛500-700份、硅粉5-50份、钨的化合物5_45份、钒的化合物5-15份、铈的化合物8-12份、镧的化合物8-12份、单乙醇胺5_15份、氨水39-66升、乳酸2-7份、硬脂酸1-5份、玻璃纤维30-40份、柠檬酸5-25份、聚丙烯纤维PP3.0-3.5份、纤维素醚2-6份、聚氧化乙稀2-10份和水530-980升；其中，氨水和水的单位以升计，其它原料的单位以千克计。
[0018]钨的化合物为偏钨酸铵和\或仲钨酸铵。
[0019]钒的化合物为偏钒酸铵、氧化钒或草酸钒中的一种或多种。
[0020]铈的化合物为硝酸铈、草酸铈、硫酸铈或氧化铈中的一种或多种。
[0021 ] 镧的化合物为硝酸镧、草酸镧、硫酸镧或氧化镧中的一种或多种。
[0022]稀土基复合多组分脱硝、脱二噁英催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0023](I)活性组分制备:将30-80份的水加入到单乙醇胺中混合溶解，温度到达80-100 °C时，加入钒的化合物、钨的化合物均匀搅拌，全部溶解后制得钒的化合物、钨的化合物活性溶液；
[0024]将40-60升的水加入柠檬酸搅拌，再加入铈的化合物，待完全溶解后，再加入镧的化合物，待完全溶解后制得铈的化合物、镧的化合物活性溶液；
[0025](2)载体浸渍液配制:将300-500升水加入浸渍灌中，再将配好的钒的化合物、钨的化合物和铈的化合物、镧的化合物活性溶液分别加入到浸渍罐中，升温到35-45? ;
[0026](3)载体活化:将二氧化钛加入浸渍罐，搅拌均匀后，将浸渍好的二氧化钛进行气流干燥，制得活性二氧化钛载体；
[0027](4)混炼过程:
[0028]一次混炼:将活性二氧化钛载体和硅粉加入混料机中干混均勾，再将的硬脂酸、的乳酸、100-250升水和30-50升氨水依次加入混料机中进行均匀混合；
[0029]二次混炼:将的活性二氧化钛载体和10-20升水加入混料机中进行均匀混合；
[0030]三次混炼:将的活性二氧化钛载体和5-10升氨水加入混料机中进行均匀混合，混料机中温度85-95°C ；
[0031]四次混炼:将的聚丙烯纤维PP、的玻璃纤维和45-55升水依次加入混料机中进行均匀混合；
[0032]五次混炼:将混料机中温度降至70°C以下时，将的纤维素醚和的聚氧化乙烯加入混料机中进行均匀混合；
[0033]六次混炼:再将的纤维素醚和的聚氧化乙烯和4-6升氨水加入混料机进行均匀混合；
[0034](5)混炼后的原料进行陈腐，陈腐完毕后的原料进行过滤和充分捏合、成型、干燥；
[0035](6)干燥后进行焙烧。
[0036]六次混炼后，PH值在7.0-8.0之间，水份控制在28.0-30.0%，如果PH值不在范围内，在第六次混炼中加入氨水进行调节。
[0037]混炼好的原料密封放在温度20-30°C、湿度在50.0_70.0 %环境中进行陈腐，时间在12-24小时。
[0038]干燥分为一次干燥和二次干燥，一次干燥环境温度为20-60°C，干燥环境湿度为85-10%，干燥时间10天；二次干燥环境温度为57-60°C，干燥时间24-48小时。
[0039]干燥完成的初始产品进入焙烧，焙烧窑炉为连续式网带窑炉，焙烧升温曲线为抛物线，由室温开始焙烧，最高温度为530-550°C，然后温度会逐渐降低，产品出窑温度为60-80°C，焙烧时间控制在25-30小时。
[0040]第三次混炼结束后，原料水份控制在26.0-28.50%。
[0041]稀土基复合多组分脱硝、脱二噁英催化剂的制备方法，优选步骤如下:
[0042](I)活性组分制备:将40-60升的水加入溶解罐，将10-15 kg的一乙醇胺加入到溶解罐中，温度到达85-95°C时，将10-15 kg的偏钒酸铵、35-45 kg的偏钨酸铵加入到溶解罐中，均匀搅拌30-50分钟，直至全部溶解制得偏钒酸铵、偏钨酸铵活性溶液；
[0043]另将40-50升的水加入溶解罐，再将15-25 kg