用于氨法脱硫脱硝一体化的催化剂及其催化剂体系和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种脱硫脱硝方法的催化剂，尤其涉及一种用于氨法脱硫脱硝一体化 的催化剂和催化剂体系，同时，本发明还涉及使用该催化剂体系的氨法脱硫脱硝一体化方 法。
【背景技术】
[0002] 随着我国工业步伐的加快，大气污染也日趋严重，在我国84%左右的煤直接燃烧， 产生了大量的S0 2、NOx气体，对人类和环境带来极大的危害，随着国家对环境要求的不断提 高，S02、^^(气体的控制和净化已成为当前紧迫的任务。
[0003] 目前，国内外广泛使用的脱硫脱硝一体化技术主要是湿式烟气脱硫技术和选择性 催化还原或选择性非催化还原脱硝技术的组合，该工艺副产物主要为石膏，且产生废渣废 气，该工艺设备投资大，催化剂昂贵且寿命较短，同时存在氨气逃逸等缺点，易形成二次污 染。一种公开了的以酸性气体为捕捉剂来进行烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法及专用 设备，该专利发明要用到臭氧或双氧水为强氧化剂，从而将亚硫酸铵和亚硝酸铵氧化成硫 酸铵和硝酸铵，对氧化设备要求较高，并且生产成本较高。一种公开了的以液相氧化多级吸 收的烟气脱硫脱硝工艺及装置，需要先对烟气进行预脱硫后，再对其进行液相氧化，然后通 过脱硫浆吸收烟道气中的二氧化硫、二氧化氮，但该发明专利以亚氯酸盐为氧化剂，氧化剂 易发生自身水解，产生大量的氯气，从而造成氧化剂的浪费。一种公开了的把氧化镨负载在 活性炭上同时脱硫脱硝的催化剂，但该催化剂的作用温度为300~500°C，能耗较高，将NO 还原为N2，未能对NO进行资源化利用，且该催化剂的成本较高。因此，开发同时脱硫脱硝新 技术已成为烟气净化技术亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种制备简单，循环利用效果好的 用于氨法脱硫脱硝一体化的催化剂和催化剂体系，同时，本发明还提供了一种能够提高脱 硫脱销效率的氨法脱硫脱硝一体化方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明的用于氨法脱硫脱硝一体化的催化剂，为吡啶类或咪唑 类离子液体，所述离子液体的阳离子为1-十四烷基-3-甲基咪唑阳离子、1-十六烷基吡啶 阳离子或1-十六烷基-3-甲基咪唑阳离子中的一种，所述离子液体的阴离子为过二硫酸根 或硝酸根。
[0006] 上述吡啶类或咪唑类离子液体因阴、阳离子的官能团结构特性，具有携氧功能，有 利于SOjP NO x的氧化，当离子液体吸收SO 2和NO ，生成的中间产物可以和二氧化氮形成 络合物，在氧化剂的作用下，实现离子液体的循环利用。
[0007] 同时，本发明的用于氨法脱硫脱硝一体化的催化剂体系，包括如上所述的催化剂 和非水溶性有机硅。
[0008] 作为对上述方式的限定，所述非水溶性有机硅为二甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油 中的任一种。
[0009] 作为对上述方式的限定，所述催化剂质量为催化剂体系质量的2-10%。
[0010] 非水溶性有机硅具有对SOjP NOx的快速捕获和富集的性能，离子液体催化剂与非 水溶性有机硅的结合，利于对SOjP NOx的快速吸收和氧化，此外，非水溶性有机硅的加入可 以增大催化剂体系的量，利于催化剂体系与反应物的分散接触，提高催化效率，同时利于非 水溶性催化剂体系与产物的分离，方便催化剂体系的回收和循环使用。
[0011] 同时，本发明的氨法脱硫脱硝一体化方法，包括以下步骤：该方法具有向脱硫脱硝 一体化的鼓泡塔底部通入氨水和氧气的供送步骤，以及将氨水、氧气和通入鼓泡塔底部的 烟道气反应生成的盐溶液抽离鼓泡塔的抽离步骤，其特征在于：该方法还包括向鼓泡塔内 加入如上所述的用于氨法脱硫脱硝一体化的催化剂体系的加入步骤。
[0012] 氨水加入至反应室底部，可以有效防止氨的逸出，减少氨水用量，同时防止二次污 染；〇 2加入至反应室底部，提高O2利用率，减少氧化剂用量，降低反应成本；待处理的烟道气 从鼓泡塔底部加入，提高吸收处理率；通过对盐溶液的抽离完成对产物的移出，实现对烟道 气的连续处理，提高脱硫脱销效率。本发明使用如上所述的催化剂体系用于氨法脱硫脱硝 一体化方法，吸收烟道气中的S0 2、N0x，氧化生成含有硝酸铵和硫酸铵的盐溶液，实现对S02、 NOx的资源化利用，该方法具有催化速度快，催化性能稳定，可循环利用，催化剂消耗量小的 优势，反应中能够有效减少氨逸出，避免产生二次污染。
[0013] 本发明的氨法脱硫脱硝一体化方法，在反应生成盐溶液过程中，控制盐溶液的pH 值为6~7。
[0014] 控制盐溶液的pH值为6~7,维持弱酸性环境，可以有效减少氨的逸出，降低吸收剂 用量，提高反应转化率。
[0015] 作为对上述方式的限定，在将反应生成的盐溶液抽离反应室时，所述盐溶液的密 度为 I. 25~L 3g/cm3。
[0016] 当反应生成的盐溶液达到1. 25-1. 3 g/cm3时移出盐溶液，利于后续对SO 2、^^(气 体的继续吸收反应，实现反应的不间断进行，达到对烟道气的高效处理。
[0017] 作为对上述方式的限定，所述氨水的质量浓度为15%~25%。
[0018] 综上所述，采用本发明的技术方案，获得的离子液体催化剂具有催化氨法脱硫脱 硝一体化方法的性能，而且离子液体的制备简单、方便，获得的催化剂体系具有催化性能稳 定，可循环利用，催化剂消耗量小的优势，是一种具有良好工业应用前景的脱硫脱硝催化剂 体系。本发明的氨法脱硫脱硝一体化方法，能够吸收烟道气中的S0 2、NOx气体，生成含有硝 酸铵和硫酸铵的盐溶液，实现对S02、NO x的资源化利用，反应中催化剂体系用量少且可循环 利用，而且吸收、反应速率快，有效减少氨逸出，避免产生二次污染，本发明的氨法脱硫脱硝 一体化具有对S0 2、NOx吸收效率高，工艺