脫除垃圾焚燒爐排放廢氣中二惡英的催化劑的製作方法
2023-06-08 19:01:36
專利名稱：脫除垃圾焚燒爐排放廢氣中二惡英的催化劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種催化治理廢氣的催化劑，尤其是涉及一種用於脫除垃圾焚燒爐排放廢氣中二惡英的催化劑。
背景技術：
城市生活垃圾中含有大量的芳香族有機物和含氯有機物，對這些廢棄物進行焚燒處理時會生成二惡英類汙染物。二惡英有劇毒，能引起人或動物的體細胞癌變和基因突變，是對人類生存環境構成新的危害的一類持久性有機汙染物，這類汙染物主要來源於焚燒城市生活垃圾，即使採用目前最先進的設備和焚燒技術，都不可避免產生二惡英，所以垃圾焚燒爐產生的廢氣在排放之前，必須對二惡英等毒害物進行有效的脫除處理，減少或避免焚燒垃圾對環境帶來二次汙染。
目前用催化技術處理垃圾焚燒爐排放廢氣中的二惡英是一種較新的方法，藉助催化劑，二惡英可以在低溫下被氧氣氧化，生成CO2、水和HCL等無機無害物，催化劑多為二氧化鈦載鎢、釩型。如歐洲專利634206公布的催化劑為二氧化鈦載鎢和少量釩；日本專利200024460和平-11047592公布的催化劑活性組分有V、W、Pt、Cu、Mn、Pd、Ru、Cr等，Ti、Si、Al、Zr等的氧化物作為催化劑的載體；日本專利平-11226397公布的催化劑的活性組分為V、W、Mo、Cu、Mn、Fe、Co、Cr、Ni等過渡金屬，載體為活性炭。以過渡金屬為活性組分的催化劑活性物負載量一般在1-5％之間，以貴金屬為活性組分的催化劑活性物負載量一般在0.05-1％之間，這兩類催化劑都能促進二惡英等有機氯化合物氧化分解，分解率可達90％以上，美國專利5227356等將兩類活性物合二為一，給TiO2-BaSO4-V2O5-WO3催化劑中添加0.1％的貴金屬Pt或Pd後，二惡英的分解率由90％左右提高到98-99％。雖然催化劑添加貴金屬後能提高活性，但貴金屬對氯離子很敏感，垃圾焚燒廢氣中的HCL等含量較高，易使催化劑中毒，這類催化劑的初活性雖然較高，但很難保證長周期安全使用。
發明內容
本發明的目的是為克服背景技術的不足，而提供一種脫除垃圾焚燒爐排放廢氣中二惡英的催化劑。這種催化劑不僅能在較低溫度和較高氣空速下有良好的活性，而且經長時間使用仍能保持活性不變。
本發明的目的是採用以下方案實現的該催化劑的組份及重量百分數為V2O51-5％ WO31-8％ MoO30.5-1.5％SiO21-5％ 其餘為TiO2。
該催化劑的優選組份及重量百分數為V2O52-5％WO32-8％ MoO30.6-1.2％SiO21.5-4％ 其餘為TiO2。
該催化劑的製備方法是將一定量的偏釩酸銨、鎢酸銨和鉬酸銨分別溶於一定體積的20％的草酸和10％的氨水溶液中，用該溶液浸漬相應量含2％SiO2的TiO2載體，浸漬時間為20分鐘，固體樣於100-120℃下乾燥4小時，然後於500-550℃下焙燒4小時後再重複上述過程一次，製得催化劑樣品。
本發明催化劑的主要成分是TiO2、WO3和V2O5，不含貴金屬，這樣既保證了催化劑的使用壽命，又降低了催化劑的生產成本。本發明催化劑的製備方法為浸漬法，載體選用銳鈦礦型TiO2，添加1-5％的SiO2，用於改善載體的機械強度。
本發明製備的催化劑樣品呈細長條狀，直徑為3mm，用剪刀將其剪成長約10mm的短節，量取1升裝入Φ57×1000mm的不鏽鋼反應器中進行二惡英分解的工業側流實驗，反應器置於Φ80×1100mm的管式電爐中，反應器進口與垃圾焚燒爐排煙道相連，反應器出口連接一臺抽氣泵，泵開啟後，已除塵的煙氣就以一定的流速通過催化劑床層，氣流速和催化劑床層溫度可由閥門和管式電爐調節控制，反應器的進、出口處有採樣口。實驗開始48小時後採集進、出口氣樣進行分析，氣樣的採集執行GB18485-2001標準，樣品的處理和二惡英的分析執行國家環保總局頒布的HJ/T-77-2001標準，實驗結果如下
本發明的優點是1、該催化劑能在較低溫度和較高氣空速下有良好的活性，而且經長時間使用仍能活性不變；2、使用壽命長，生產成本低；3、使用該催化劑，二惡英的脫除率可達95％-99％。
具體實施例方式
實施例本實施例催化劑的組份及重量百分數為V2O54.6％ WO37.4％ MoO30.9％SiO21.7％ 其餘為TiO2。
本實施例催化劑的製備方法是將200g的偏釩酸銨、300g鎢酸銨和6-g鉬酸銨分別溶於1.5升20％的草酸和3.0升10％的氨水溶液中，用該溶液浸漬含2％SiO2的TiO2載體2kg，浸漬時間為20分鐘，固體樣於100～120℃下乾燥4h，然後於500～550℃下焙燒4h後再重複上述過程一次，製得本實施例催化劑樣品。
權利要求
1.一種脫除垃圾焚燒爐排放廢氣中二惡英的催化劑，其特徵是它的組份及重量百分數為V2O51-5％ WO31-8％ MoO30.5-1.5％SiO21-5％其餘為TiO2。
2.根據權利要求1所述的脫除垃圾焚燒爐排放廢氣中二惡英的催化劑，其特徵在於它的組份及重量百分數為V2O52-5％ WO32-8％ MoO30.6-1.2％SiO21.5-4％其餘為TiO2。
3.根據權利要求1所述的脫除垃圾焚燒爐排放廢氣中二惡英的催化劑，其特徵在於它的組份及重量百分數為V2O54.6％WO37.4％MoO30.9％SiO21.7％ 其餘為TiO2。
全文摘要
本發明涉及一種脫除垃圾焚燒爐排放廢氣中二惡英的催化劑。該催化劑的組份及重量百分數為V
文檔編號B01D53/86GK1626277SQ200310118979
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月11日 優先權日2003年12月11日
發明者吳西寧, 王彤, 肖啟良, 龐菊玲, 曹武軒, 徐幼華, 張勇, 張曉慧, 鄧春玲, 王孝順 申請人:西北化工研究院, 珠海市垃圾發電廠