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本發(fā)明公開了一種用于硝汞協(xié)同控制的催化劑及其制備方法，所述催化劑由以下質(zhì)量百分比計(jì)的組分制成：載體：TiO272-98.6％，活性組分：V2O50.1-5％、WO31-10％、Cr2O30.1-5％和Nb2O50.1-5％，助催化劑0.1-3％。本發(fā)明可用于煙氣中氮氧化物的還原同時(shí)將零價(jià)汞氧化成二價(jià)汞然后加以控制，具有較高脫硝性能的同時(shí)具備高的汞氧化性能，相比于目前商用SCR催化劑，很大程度上提高了催化劑的汞氧化率，可以適應(yīng)我國(guó)燃煤電廠中脫汞的要求，且SO2/SO3轉(zhuǎn)化率較低，并且有較好的抗中毒能力，是一種低成本、高性能的新型催化劑。

本發(fā)明公開了一種用于脫硝脫汞的復(fù)合催化劑，包括質(zhì)量百分比 30～40％的 TiO2，57～68％的殼聚糖，2～3％的助催化劑，助催化劑為 CuO、MnO2 及 CeO2 中的一種或其組合。制備上述催化劑的方法為：(1)將質(zhì)量份 57～68 殼聚糖加入醋酸溶液中并攪拌使之充分溶解；(2)向殼聚糖醋酸溶液中加入質(zhì)量份 30～40 的 TiO2 和 2～3 的助催化劑，然后使用 NaOH 溶液調(diào)節(jié) pH 值至 9～12，并使用磁力攪拌、

針對(duì)傳統(tǒng)SCR脫硝催化劑難以適應(yīng)我國(guó)高硫、高灰、高汞燃煤煙氣而導(dǎo)致的 催化劑失活、使用壽命縮短、脫硝成本增加等問題，以及實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣協(xié)同脫硝 脫汞目標(biāo)，在“國(guó)家科技支撐計(jì)劃"、“國(guó)家863計(jì)劃”等項(xiàng)目支持下，重慶大 學(xué)與國(guó)家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司、國(guó)家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保催化劑有限公 司通力合作，開發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、集多項(xiàng)核心技術(shù)于一體、適應(yīng)我國(guó) 惡劣燃煤煙氣條件的脫硝脫汞催化劑配方及制備關(guān)鍵技術(shù)。主要取得以下創(chuàng)新性 成果： （1） 率先建立了高硫高灰高汞燃煤煙氣條件下催化劑中毒失活機(jī)理模型， 開發(fā)出適應(yīng)我國(guó)復(fù)雜燃煤煙氣的耐磨抗中毒鈦鴿-堇青石復(fù)合催化劑載體； （2） 揭示了汞在燃煤煙氣中的熱力學(xué)特性和遷移行為，建立了汞在脫硝過 程中的吸附與氧化機(jī)制，開發(fā)出了適應(yīng)高硫高灰高汞煙氣的寬尺度協(xié)同脫硝脫汞 催化劑； （3） 建立了我國(guó)典型煤種汞分布與賦存形態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，開發(fā)了汞高效吸附氧 化設(shè)計(jì)平臺(tái)，構(gòu)建了針對(duì)不同煤質(zhì)條件的協(xié)同脫硝脫汞催化劑設(shè)計(jì)與快速響應(yīng)系 統(tǒng)； （4） 開發(fā)出協(xié)同脫硝脫汞復(fù)合載體催化劑制備關(guān)鍵技術(shù)與生產(chǎn)工藝，建立 了具有國(guó)際先進(jìn)水平的脫硝脫汞試驗(yàn)平臺(tái)，構(gòu)建了催化劑運(yùn)行智能監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。 本項(xiàng)目研制的新型脫硝脫汞催化劑脫硝率、汞氧化率、耐磨性、使用壽命等指標(biāo) 達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其它性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

本實(shí)用新型提供一種強(qiáng)化除硝除汞反應(yīng)裝置，其特征在于，包括:順次串聯(lián)連接的入口煙道(1)、SCO 反應(yīng)器(2)、噴氨裝置(3)和 SCR 反應(yīng)器(4)，所述 SCO 反應(yīng)器(2)內(nèi)部設(shè)有 SCO 催化劑，所述 SCR 反應(yīng) 器(4)內(nèi)部設(shè)有 SCR 催化劑;Hg 氧化反應(yīng)器(5)，

目前，乙炔法生產(chǎn)PVC的催化劑，幾乎全部采用氯化汞催化劑。大量使用汞觸媒帶來(lái)的結(jié)果，不僅是汞資源的迅速枯竭，更重要的是惡劣的環(huán)境污染，汞污染造成的連鎖反應(yīng)，對(duì)人類生活產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響。 為確保我國(guó)乙炔法PVC和氯堿產(chǎn)業(yè)的安全發(fā)展，有序推進(jìn)汞減排，有關(guān)部門的對(duì)策是：2012 年，實(shí)現(xiàn)電石法PVC行業(yè)低汞觸媒普及率達(dá)到50%，并全部合理回收廢汞觸媒；到2015 年，全行業(yè)全部使用低汞觸媒，廢汞觸媒回收率達(dá)到100%。 南開大學(xué)與國(guó)內(nèi)重要PVC生產(chǎn)企業(yè)合作，工業(yè)放大制備的

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:南開大學(xué)李偉課題組與宜賓天原集團(tuán)股份有限公司、湖南新晃新中化工有限責(zé)任公司合作所開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型低汞觸媒各項(xiàng)性能指標(biāo)完全符合低汞觸媒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T4192-2011 要求，工業(yè)運(yùn)行情況穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)化率、選擇性及使用壽命上具有優(yōu)勢(shì)，且其制備方法創(chuàng)新，制備工藝簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，已通過中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)組織的技術(shù)鑒定，具備向行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大推廣優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。應(yīng)用范圍:本項(xiàng)目開發(fā)的低汞催化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，選擇性均達(dá)到 99%以上，使用壽命超過 8000 小時(shí)，活性組分氯化汞質(zhì)量百分含量 6%以下，在萬(wàn)噸級(jí) PVC 工業(yè)裝備上已裝填催化劑 100 余噸，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品 10萬(wàn)余噸，創(chuàng)造產(chǎn)值近 7 億元。該技術(shù)催化劑量產(chǎn)投資規(guī)模為 5000 萬(wàn)。 基于本技術(shù)的產(chǎn)品表觀密度可達(dá) 40-100Kg/m3，具有質(zhì)輕、價(jià)廉，優(yōu)良的保溫隔熱和隔音性能；優(yōu)良的阻燃性能（可達(dá) A 級(jí)或 B1 級(jí)）。本項(xiàng)目社會(huì)貢獻(xiàn)和經(jīng)濟(jì)效益在于優(yōu)質(zhì)的保溫材料是降低能耗改善大氣環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，可以為減少城市霧霾作貢獻(xiàn)，需求量巨大，經(jīng)濟(jì)效益可觀。效益分析:選擇硅烷偶聯(lián)劑作為表面活性劑以及特殊金屬氯化物對(duì)煤質(zhì)炭進(jìn)行預(yù)處理，使活性炭表面羥基官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為其他與特定金屬離子有強(qiáng)結(jié)合力的官能團(tuán)，大幅提升活性組分負(fù)載牢固度，提高觸媒抗積碳能力，同時(shí)也有效提高了活性組分的分散性，并有效做到降低汞用量，降低助劑金屬用量，增強(qiáng)汞負(fù)載穩(wěn)定性，提高低汞觸媒活性及選擇性，延長(zhǎng)低汞觸媒使用壽命。該制備方法簡(jiǎn)便易行，適合工業(yè)化大生產(chǎn)的需求。

南開大學(xué)李偉課題組與宜賓天原集團(tuán)股份有限公司、湖南新晃新中化工有限責(zé)任公司合作所開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型低汞觸媒各項(xiàng)性能指標(biāo)完全符合低汞觸媒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T4192-2011 要求，工業(yè)運(yùn)行情況穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)化率、選擇性及使用壽命上具有優(yōu)勢(shì)，且其制備方法創(chuàng)新，制備工藝簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，已通過中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)組織的技術(shù)鑒定，具備向行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大推廣優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

南開大學(xué)李偉課題組與宜賓天原集團(tuán)股份有限公司、湖南新晃新 中化工有限責(zé)任公司合作所開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型低汞觸 媒各項(xiàng)性能指標(biāo)完全符合低汞觸媒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T4192-2011 要求，工 業(yè)運(yùn)行情況穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)化率、選擇性及使用壽命上具有優(yōu)勢(shì)，且其制 備方法創(chuàng)新，制備工藝簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，已通過中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)組織 的技術(shù)鑒定，具備向行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大推廣優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水 平。 項(xiàng)目特色： 選擇硅烷偶聯(lián)劑作為表面活性劑以及特殊金屬氯化物對(duì)煤質(zhì)炭 進(jìn)行預(yù)處理，使活性炭表面羥基官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為其他與特定金屬離子有 強(qiáng)結(jié)合力的官能團(tuán)，大幅提升活性組分負(fù)載牢固度，提高觸媒抗積碳 能力，同時(shí)也有效提高了活性組分的分散性，并有效做到降低汞用量， 降低助劑金屬用量，增強(qiáng)汞負(fù)載穩(wěn)定性，提高低汞觸媒活性及選擇性， 延長(zhǎng)低汞觸媒使用壽命。該制備方法簡(jiǎn)便易行，適合工業(yè)化大生產(chǎn)的 需求。 市場(chǎng)應(yīng)用前景： 本項(xiàng)目開發(fā)的低汞催化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，選擇性均達(dá)到 99%以上， 使用壽命超過 8000 小時(shí)，活性組分氯化汞質(zhì)量百分含量 6%以下，在 萬(wàn)噸級(jí) PVC 工業(yè)裝備上已裝填催化劑 100 余噸，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品 10 萬(wàn)余噸，創(chuàng)造產(chǎn)值近 7 億元。該技術(shù)催化劑量產(chǎn)投資規(guī)模為 5000 萬(wàn)。 基于本技術(shù)的產(chǎn)品表觀密度可達(dá) 40-100Kg/m3，具有質(zhì)輕、價(jià)廉， 優(yōu)良的保溫隔熱和隔音性能；優(yōu)良的阻燃性能（可達(dá) A 級(jí)或 B1 級(jí)）。 本項(xiàng)目社會(huì)貢獻(xiàn)和經(jīng)濟(jì)效益在于優(yōu)質(zhì)的保溫材料是降低能耗改善大 氣環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，可以為減少城市霧霾作貢獻(xiàn)，需求量巨大，經(jīng)濟(jì) 效益可觀。

一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 中國(guó)是聚氯乙烯產(chǎn)量最大的國(guó)家，占世界總產(chǎn)能25%左右，2016年我國(guó)PVC產(chǎn)能約2250萬(wàn)噸。生產(chǎn)中大多采用汞催化劑，但由于汞毒性大及國(guó)內(nèi)資源枯竭等問題使該產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。在此背景下，南開大學(xué)與新疆中泰集團(tuán)合作開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型綠色無(wú)汞催化劑技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)含汞有毒催化劑的徹底替代。經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)室研究及三年時(shí)間的中試側(cè)線評(píng)價(jià)試驗(yàn)驗(yàn)證，該技術(shù)已經(jīng)成熟，具備了大規(guī)模工業(yè)化推廣的基礎(chǔ)。與現(xiàn)用的汞催化劑相比具有無(wú)毒、環(huán)保、工藝先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)、與國(guó)、內(nèi)外其它新型無(wú)汞催化劑相比具有活性高、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)勢(shì)。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 中國(guó)是聚氯乙烯產(chǎn)量最大的國(guó)家，占世界總產(chǎn)能 25%左右， 2016 年我國(guó) PVC 產(chǎn)能約 2250 萬(wàn)噸。生產(chǎn)中大多采用汞催化劑，但 由于汞毒性大及國(guó)內(nèi)資源枯竭等問題使該產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展受到了嚴(yán) 重挑戰(zhàn)。依靠科技的發(fā)展，創(chuàng)造出高效環(huán)保的無(wú)汞催化劑取代傳統(tǒng)的 氯化汞催化劑，以及創(chuàng)造出單位產(chǎn)品產(chǎn)污系數(shù)最低且能源消耗最少的 現(xiàn)金工藝是聚氯乙烯發(fā)展的必然之路。 在此背景下，南開大學(xué)與新疆中泰集團(tuán)合作開發(fā)的具有自主知識(shí) 產(chǎn)權(quán)的新型綠色無(wú)汞催化劑技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)含汞有毒催化劑的徹底替代。 經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)室研究及三年時(shí)間的中試側(cè)線評(píng)價(jià)試驗(yàn)驗(yàn)證，該技術(shù) 已經(jīng)成熟，具備了大規(guī)模工業(yè)化推廣的基礎(chǔ)。與現(xiàn)用的汞催化劑相比具有無(wú)毒、環(huán)保、工藝先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)、與國(guó)、內(nèi)外其它新型無(wú)汞催化劑 相比具有活性高、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)勢(shì)。 項(xiàng)目特色： 本項(xiàng)目開發(fā)的綠色無(wú)汞催化劑在使用過程中反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性 均達(dá)到 99%以上，單程使用壽命超過 8000 小時(shí)，并具備可再生潛力。 在新疆中泰化學(xué)的 PVC 中試側(cè)線評(píng)價(jià)裝置中完成了三年三期中試評(píng) 價(jià)試驗(yàn)，使用效果良好。 市場(chǎng)應(yīng)用前景： 未來(lái)幾年間，中國(guó) PVC 產(chǎn)能將保持快速增長(zhǎng)，電石法生產(chǎn) PVC 催化劑需求量也將增加，實(shí)行 50%無(wú)汞催化劑替換，約有 43-68 億市 場(chǎng)空間。