CN100333832C - 脱除垃圾焚烧炉排放废气中二恶英的催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脱除垃圾焚烧炉排放废气中二恶英的催化剂。该催化剂的组份及重量百分数为：V2O5 1—5%、WO3 1—8%、MoO3 0.5—1.5%、SiO2 1—5%、其余为TiO2。本发明的优点是：1.该催化剂能在较低温度和较高气空速下有良好的活性，而且经长时间使用仍能活性不变；2.使用寿命长，生产成本低；3.使用该催化剂，二恶英的脱除率可达95%—99%。
Description
技术领域
本发明涉及一种催化治理废气的催化剂，尤其是涉及一种用于脱除垃圾焚烧炉排放废气中二恶英的催化剂。
背景技术
城市生活垃圾中含有大量的芳香族有机物和含氯有机物，对这些废弃物进行焚烧处理时会生成二恶英类污染物。二恶英有剧毒，能引起人或动物的体细胞癌变和基因突变，是对人类生存环境构成新的危害的一类持久性有机污染物，这类污染物主要来源于焚烧城市生活垃圾，即使采用目前最先进的设备和焚烧技术，都不可避免产生二恶英，所以垃圾焚烧炉产生的废气在排放之前，必须对二恶英等毒害物进行有效的脱除处理，减少或避免焚烧垃圾对环境带来二次污染。
目前用催化技术处理垃圾焚烧炉排放废气中的二恶英是一种较新的方法，借助催化剂，二恶英可以在低温下被氧气氧化，生成CO2、水和HCL等无机无害物，催化剂多为二氧化钛载钨、钒型。如欧洲专利634206公布的催化剂为二氧化钛载钨和少量钒；日本专利200024460和平-11047592公布的催化剂活性组分有V、W、Pt、Cu、Mn、Pd、Ru、Cr等，Ti、Si、Al、Zr等的氧化物作为催化剂的载体；日本专利平-11226397公布的催化剂的活性组分为V、W、Mo、Cu、Mn、Fe、Co、Cr、Ni等过渡金属，载体为活性炭。以过渡金属为活性组分的催化剂活性物负载量一般在1-5％之间，以贵金属为活性组分的催化剂活性物负载量一般在0.05-1％之间，这两类催化剂都能促进二恶英等有机氯化合物氧化分解，分解率可达90％以上，美国专利5227356等将两类活性物合二为一，给TiO2-BaSO4-V2O5-WO3催化剂中添加0.1％的贵金属Pt或Pd后，二恶英的分解率由90％左右提高到98-99％。虽然催化剂添加贵金属后能提高活性，但贵金属对氯离子很敏感，垃圾焚烧废气中的HCL等含量较高，易使催化剂中毒，这类催化剂的初活性虽然较高，但很难保证长周期安全使用。
发明内容
本发明的目的是为克服背景技术的不足，而提供一种脱除垃圾焚烧炉排放废气中二恶英的催化剂。这种催化剂不仅能在较低温度和较高气空速下有良好的活性，而且经长时间使用仍能保持活性不变。
本发明的目的是采用以下方案实现的：
该催化剂的组份及重量百分数为：
V2O5 1-5％ WO3 1-8％ MoO3 0.5-1.5％
SiO2 1-5％ 其余为TiO2。
该催化剂的优选组份及重量百分数为：
V2O5 2-5％ WO3 2-8％ MoO3 0.6-1.2％
SiO2 1.5-4％ 其余为TiO2。
该催化剂的制备方法是：将一定量的偏钒酸铵、钨酸铵和钼酸铵分别溶于一定体积的20％的草酸和10％的氨水溶液中，用该溶液浸渍相应量含2％SiO2的TiO2载体，浸渍时间为20分钟，固体样于100-120℃下干燥4小时，然后于500-550℃下焙烧4小时后再重复上述过程一次，制得催化剂样品。
本发明催化剂的主要成分是TiO2、WO3和V2O5，不含贵金属，这样既保证了催化剂的使用寿命，又降低了催化剂的生产成本。本发明催化剂的制备方法为浸渍法，载体选用锐钛矿型TiO2，添加1-5％的SiO2，用于改善载体的机械强度。
本发明制备的催化剂样品呈细长条状，直径为3mm，用剪刀将其剪成长约10mm的短节，量取1升装入Φ57×1000mm的不锈钢反应器中进行二恶英分解的工业侧流实验，反应器置于Φ80×1100mm的管式电炉中，反应器进口与垃圾焚烧炉排烟道相连，反应器出口连接一台抽气泵，泵开启后，已除尘的烟气就以一定的流速通过催化剂床层，气流速和催化剂床层温度可由阀门和管式电炉调节控制，反应器的进、出口处有采样口。实验开始48小时后采集进、出口气样进行分析，气样的采集执行GB18485-2001标准，样品的处理和二恶英的分析执行国家环保总局颁布的HJ/T-77-2001标准，实验结果如下：
| 取样时间(h) | 床层温度(℃) | 气空速(h-1) | 进口气二恶英浓度(ngTEQ/Nm3) | 出口气二恶英浓度(ngTEQ/Nm3) | 二恶英脱除率 |
| 48-52 | 320 | 7800 | 5.1 | 0.27 | 94.8％ |
| 72-76 | 320 | 7800 | 5.3 | 0.15 | 97.2％ |
| 364-366 | 280 | 7600 | 7.1 | 0.066 | 99.1％ |
| 372-376 | 240 | 7700 | 7.1 | 0.088 | 98.8％ |
| 402-406 | 320 | 7600 | 7.1 | 0.056 | 99.2％ |
本发明的优点是：1、该催化剂能在较低温度和较高气空速下有良好的活性，而且经长时间使用仍能活性不变；2、使用寿命长，生产成本低；3、使用该催化剂，二恶英的脱除率可达95％-99％。
具体实施方式
实施例
本实施例催化剂的组份及重量百分数为：
V2O5 4.6％ WO3 7.4％ MoO3 0.9％
SiO2 1.7％ 其余为TiO2。
本实施例催化剂的制备方法是：将200g的偏钒酸铵、300g钨酸铵和6-g钼酸铵分别溶于1.5升20％的草酸和3.0升10％的氨水溶液中，用该溶液浸渍含2％SiO2的TiO2载体2kg，浸渍时间为20分钟，固体样于100～120℃下干燥4h，然后于500～550℃下焙烧4h后再重复上述过程一次，制得本实施例催化剂样品。
Claims (2)
1、一种脱除垃圾焚烧炉排放废气中二恶英的催化剂，其特征在于制成该催化剂有效成分的原料组成及重量百分数为：
V2O5 4.6％ WO3 7.4％ MoO3 0.9％
SiO2 1.7％ 其余为TiO2。
2、制备如权利要求1所述的脱除垃圾焚烧炉排放废气中二恶英的催化剂的方法，其特征在于该方法是将200g的偏钒酸铵、300g钨酸铵和6g钼酸铵分别溶于1.5升的20％的草酸和3.0升10％的氨水溶液中，用该溶液浸渍相应量含2％SiO2的TiO2载体2kg，浸渍时间为20分钟，固体样于100-120℃下干燥4小时，然后于500-550℃下焙烧4小时后再重复上述过程一次，制得催化剂样品。
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