CN104841417A

CN104841417A - 一种同步脱硝脱汞催化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN104841417A
Application number: CN201510168052.4A
Authority: CN
Inventors: 胡将军; 李鸿鹄
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2015-08-19

Abstract

本发明公开了一种同步脱硝脱汞催化剂及其制备方法，属于大气污染控制领域。该催化剂，包括催化剂粉体和衬底，催化剂粉体涂覆在衬底上；所述催化剂粉体包括活性组分和载体，活性组分负载在载体上；所述活性组分为铌氧化物，所述载体为r-Al₂O₃。其制法为：首先通过浸渍法制备催化剂粉体，然后将粉体与粘结剂、活性炭纤维粉末均匀混合成膏料，通过涂覆、辊压、干燥、焙烧，即得同步脱硝脱汞催化剂。其优点是：该催化剂可将NO和Hg⁰转化为易于湿法捕集的NO₂和Hg²⁺，在不增加燃煤电厂烟气处理设施的前提下，实现对NOx和Hg⁰排放的协同控制；机械强度高，耐磨性能好，不易堵灰；制法简单易行，成本低廉。

Description

一种同步脱硝脱汞催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种同步脱硝脱汞催化剂及其制备方法，属于大气污染控制领域。

背景技术

随着我国社会经济的不断发展和人民生活水平的逐步提高，伴随的环境污染问题也日益突显。我国以燃煤为主的能源结构短期内是不会改变的，由此带来的氮氧化物、硫氧化物等烟气环境污染问题将日益严重。同时为满足生态文明和科学发展的建设需求，国家对大气环境污染物的治理标准越来越严格，最新修订的《火电厂大气污染物排放标准》已于2012年正式实施，首次将每立方米所含汞的毫克数予以了明确限定，燃煤汞排放污染控制势在必行。烟气污染物的成分复杂，加大了净化工作的难度。目前将针对不同类型烟气污染物的净化设施机械组合固然可以达到一定的污染物脱除效果，但成本问题不容忽视。因此，多污染物的联合脱除是今后烟气治理的主流发展方向。常规的WFGD系统可以去除烟气中绝大多数污染物，但由于其低水溶性、易挥发等特性，Hg⁰以及NO₂捕集率很低，不能满足排放标准，因此，将湿法不易去除的NO和Hg⁰转化为易于捕集的NO₂和Hg²⁺是目前研究的重点。寻找积极有效的NO和Hg⁰同步催化氧化方法提高湿法去除率，进而促进同步脱硝脱汞工艺的开发是现在大气污染控制的研究的热点。

目前对于NO和Hg⁰的同步脱除的研究主要集中在改进型SCR催化剂方面。传统的SCR催化剂由于含有V₂O₅等组分在催化NOx反应的过程中同时会伴有SO₂向SO₃的转化。但是，SO₃会与SCR反应体系中的NH₃以及H₂O作用生成NH₄HSO₄、(NH₄)₂SO₄、H₂SO₄等导致设备结垢、腐蚀并抑制催化剂的活性。研究表明，抑制SCR过程中SO₃的产生的最佳温度应低于360℃，但是传统的SCR催化剂为了确保良好的脱硝效率需要较高的温度。因而，有不少学者研制了具有低温活性的SCR催化剂来达到对NO₂和Hg的同步脱除，但实际上，在较低温度下生成的(NH₄)₂SO₄等物质即便再少也会因难以分解而很快积累结垢进而破坏催化剂的正常功能。故基于改进SCR催化剂同步脱硝脱汞的思路是难以走通的。因此，从选择性催化氧化的角度入手，充分利用催化剂的自身性能和烟气条件，采用适当方法制备出能够同步催化氧化NO和Hg⁰的新型催化剂，对烟气污染物联合脱除新技术的开发具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种基于催化氧化能够实现同步脱硝脱汞功能的复合氧化物催化剂及其制备方法。本催化剂可替代传统的商业脱硝催化剂，将NO和Hg⁰转化为易于湿法捕集的NO₂和Hg²⁺，在不增加燃煤电厂烟气处理设施的前提下，实现对NO_x和Hg⁰排放的协同控制，而且催化剂性能可靠，制备方法简单，利于工程化应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种同步脱硝脱汞催化剂，包括催化剂粉体和衬底，催化剂粉体涂覆在衬底上；所述催化剂粉体包括活性组分和载体，活性组分负载在载体上；所述活性组分为铌氧化物，所述载体为r-Al₂O₃。

所述催化剂粉体还包括助剂组分，所述助剂组分为氧化铈、氧化钴、氧化镍中的一种或几种。

所述活性组分占催化剂粉体的质量百分数为10～35%；所述助剂组分占催化剂粉体的质量百分数为0%～15%。

所述氧化铈占催化剂粉体的质量百分数为0%～5%；氧化钴占催化剂粉体的质量百分数为0%～5%；氧化镍占催化剂粉体的质量百分数为0%～5%。

所述衬底为不锈钢板、不锈钢网或钛板；所述衬底的厚度为0.5mm，催化剂粉体的厚度为0.5mm。

一种制备上述同步脱硝脱汞催化剂的方法，包括如下步骤：

（1）将硝酸铈、硝酸钴、硝酸镍中的一种或几种和草酸铌铵加入到去离子水中，在55℃下充分搅拌，

或将草酸铌溶解于0.1mol/L草酸溶液中，加入硝酸铈、硝酸钴、硝酸镍中的一种或几种，调节pH为0.5，在55℃下充分搅拌，即得前驱体混合溶液；

（2）将载体粉末按质量百分含量加入到步骤（1）制备的前驱体混合溶液中，迅速搅拌，直至混合均匀，超声震荡60～90min，即得混合物；

（3）对步骤（2）制备的混合物依次进行干燥、研磨和筛分，即得平均粒径＜0.6mm的催化剂粉体；

（4）将步骤（3）制备的催化剂粉体与粘结剂、活性炭纤维粉末按质量比1～2：1～3：15混合均匀，加入去离子水搅拌均匀，得到催化剂膏料；

（5）将步骤（4）制备的催化剂膏料均匀涂覆在衬底上，辊压成型、干燥、焙烧，即得同步脱硝脱汞催化剂。

所述步骤（2）中的载体粉末的制备方法为：将薄水铝石粉体置于程序升温马弗炉中，按2℃/min的升温速率加热至450℃煅烧1.5h～2h，冷却至室温；筛分后取60～100目的微粒，在100℃真空条件下干燥5～10h。

所述步骤（3）中的干燥的条件为：温度150℃，时间24～36h。

所述步骤（4）中的粘结剂为70wt%的聚乙烯醇与30wt%的草酸的混合物；活性炭纤维粉末的粒径为0.6mm。

所述步骤（5）中的干燥的条件为：温度150℃，时间24～36h；所述焙烧的条件为：焙烧温度为525℃～550℃，焙烧时间为6～10h，空气流量为50mL/min。

具有同步脱硝脱汞功能的复合氧化物催化剂首先是通过浸渍法制备催化剂粉体，然后将粉体与粘结剂、活性炭纤维粉末均匀混合成膏料，通过涂覆、辊压、干燥、焙烧制成与不锈钢板复合板式结构。

所述的具有同步脱硝脱汞功能的复合氧化物催化剂包括活性组分、载体组分和助剂组分，所述活性组分为铌氧化物（Nb_XO_Y），所述载体组分为r-Al₂O₃，所述助剂组分为Ce、Co、Ni氧化物的一种或多种。

所述铌氧化物活性组分占催化剂总质量分数的10～35%，活性组分的前驱体为草酸铌铵、或草酸铌。

所述助剂组分加入量分别为催化剂总质量分数的0%～15%，助剂组分的前驱体为硝酸铈、硝酸钴、硝酸镍中的一种或多种。

所述粘结剂为70wt%的聚乙烯醇与30wt%的草酸混合制得，活性炭纤维粉末粒径0.6mm左右，不锈钢板也可以用不锈钢网、钛板等代替。

一种基于催化氧化能够实现同步脱硝脱汞功能的复合氧化物催化剂制备方法包括以下步骤：

（1）将计量的活性组分以及助剂组分前驱体用去离子水溶解，在55℃左右条件下并充分混合搅拌得到前驱体混合溶液，当使用草酸铌为前驱体时须用草酸进行溶解，控制草酸-草酸铌混合前驱体溶液pH=0.5；

（2）将载体组分按计量批次加入到步骤（1）得到的混合溶液中，迅速搅拌，直至固液混合均匀，并超声震荡60～90min，即得混合物；

其中，载体组分的制备方法为：将一定量的薄水铝石粉体（水合氧化铝）置于程序升温马弗炉中，控制升温速率为2℃/min，并在末端温度450℃条件下煅烧1.5h～2h，冷却至室温，得活性氧化铝粉末；

将活性氧化铝粉末筛分后取60～100目的微粒，在100℃真空条件下干燥5～10h，作为载体组分；

（3）将步骤（2）所得的混合物置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥24～36h；然后，进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到复合氧化物催化剂粉体；

（4）将催化剂粉体与粘结剂、活性炭纤维粉末按质量比1～2：1～3：15充分混合，加入适量去离子水搅拌均匀，得到催化剂膏料；

（5）将步骤（4）得到的催化剂膏料均匀涂覆在不锈钢板上，辊压成型；然后将其置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥24～36h，再置于马弗炉内焙烧6～10h，控制焙烧温度为525℃～550℃，空气流量为50mL/min，即得同步脱硝脱汞催化剂。

本发明催化剂用于催化氧化烟气中NO和Hg⁰的反应过程是：在200～350℃的反应温度下，烟气中原有的O₂作为氧供体，使用本发明催化剂完成催化氧化反应，反应式如下：

2NO+O₂→2NO₂ 2Hg+O₂→2HgO

本发明催化剂，其表面拥有丰富的酸性位点以及O₂（ads）、O^2-等活性氧物种，能够促进NO和Hg⁰的转化；氧化铝作为一种酸性载体可以很好地配合催化氧化反应的进行；Ce、Co等电子型助剂，可以增加其空位，提高其电传导率。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

（1）本催化剂可替代传统的商业脱硝催化剂，将NO和Hg⁰转化为易于湿法捕集的NO₂和Hg²⁺，在不增加燃煤电厂烟气处理设施的前提下，实现对NOx和Hg⁰排放的协同控制。

（2）本发明催化剂粉体与粘结剂、活性炭纤维粉末均匀混合成膏料，并与不锈钢板复合成板式结构，机械强度高，耐磨性能好，不易堵灰。

（3）本发明催化剂对NO和Hg⁰均具有较高的催化氧化活性，性能可靠，温度窗口较宽，制备方法简单，成本较低。

具体实施方式

下面实施例对发明作详细说明，所提供的实施例是在本发明的技术方案为前提下进行实施，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

以下实施例中所用的粘结剂为70wt%的聚乙烯醇与30wt%的草酸的混合物，活性炭纤维粉末的粒径为0.6mm。

实施例1

（1）将100质量份的薄水铝石粉体（水合氧化铝）置于程序升温马弗炉中，控制升温速率为2℃/min，并在末端温度为450℃条件下煅烧1.5h，冷却至室温，即得活性氧化铝粉末；

将所得的活性氧化铝粉末筛分后取60目的微粒，在100℃真空条件下干燥5h，作为载体组分备用；

将21质量份的草酸铌铵加入到500质量份的去离子水中溶解，在55℃左右条件下充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

（2）将步骤（1）得到的50质量份的载体组分批次加入到前驱体混合溶液中，迅速搅拌，直至固液混合均匀，并超声震荡60min，即得混合物；

（3）将步骤（2）所得的混合物置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥24h，将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为10%；

（4）将催化剂粉体与粘结剂、活性炭纤维粉末按质量比1：1：15充分混合，加入去离子水搅拌均匀，得到催化剂膏料，混合物与去离子水质量比为15：1；

（5）将步骤（4）得到的催化剂膏料均匀涂覆在0.5mm厚不锈钢板上，涂覆厚度0.5mm左右，辊压成型；

将得到的催化剂产物置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥24h，再置于马弗炉内焙烧6h，控制焙烧温度为525℃，空气流量为50mL/min。

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为65%，Hg⁰的氧化率为92%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为79%和92%。

实施例2

（1）将100质量份的薄水铝石粉体（水合氧化铝）置于程序升温马弗炉中，控制升温速率为2℃/min，并在末端温度为450℃条件下煅烧2h，冷却至室温，即得活性氧化铝粉末；

将所得的活性氧化铝粉末筛分后取100目的微粒，在100℃真空条件下干燥10h，作为载体组分备用；

将62质量份的草酸铌铵加入到500质量份的去离子水中溶解，在55℃左右条件下并充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

（2）将50份质量的载体组分批次加入到步骤（1）得到的前驱体混合溶液中，迅速搅拌，直至固液混合均匀，并超声震荡90min，即得混合物；

（3）将步骤（2）所得的混合物置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥36h；将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为25%；

（4）将催化剂粉体与粘结剂、活性炭纤维粉末按质量比2：3：15充分混合，加入去离子水搅拌均匀，得到催化剂膏料，混合物与去离子水质量比为15：1；

将得到的催化剂产物置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥36h，再置于马弗炉内焙烧10h，控制焙烧温度为550℃，空气流量为50mL/min。

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为69%，Hg⁰的氧化率为91%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为81%和92%。

实施例3

（1）将100质量份的薄水铝石粉体（水合氧化铝）置于程序升温马弗炉中，控制升温速率为2℃/min，并在末端温度为450℃条件下煅烧1.7h，冷却至室温，即得活性氧化铝粉末；

将所得的活性氧化铝粉末筛分后取80目的微粒，在100℃真空条件下干燥8h，作为载体组分备用；

将80质量份的草酸铌铵加入到500质量份的去离子水中溶解，在55℃左右条件下并充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

（2）将得到的50质量份的载体组分批次加入到步骤（1）得到的前驱体混合溶液中，迅速搅拌，直至固液混合均匀，并超声震荡80min，即得混合物；

（3）将步骤（2）所得的混合物置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥30h；

将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到所述的复合氧化物催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为35%；

（4）将催化剂粉体与粘结剂、活性炭纤维粉末按质量比1.5：2：15充分混合，加入去离子水搅拌均匀，得到催化剂膏料，混合物与去离子水质量比为15：1；

将得到的催化剂产物置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥30h，再置于马弗炉内焙烧8h，控制焙烧温度为540℃，空气流量为50mL/min。

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为70%，Hg⁰的氧化率为93%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为82%和93%。

实施例4

将22质量份的草酸铌铵和6质量份的硝酸铈加入到500质量份的去离子水中溶解，在55℃左右条件下并充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

（2）将50质量份的载体组分批次加入到步骤（1）得到的前驱体混合溶液中，迅速搅拌，直至固液混合均匀，并超声震荡60min，即得混合物；

（3）将步骤（2）所得的混合物置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥24h；

将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到所述的复合氧化物催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为10%，铈氧化物组分占催化剂粉体质量为5%；

将得到的催化剂产物置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥36h，再置于马弗炉内焙烧10h，控制焙烧温度为525℃，空气流量为50mL/min。

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为65%，Hg⁰的氧化率为93%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为77%和93%。

实施例5

将72质量份的草酸铌铵，9质量份的硝酸铈和15质量份的硝酸钴加入到500质量份的去离子水中溶解，在55℃左右条件下并充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到所述的复合氧化物催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为25%，铈氧化物组分占催化剂粉体质量为5%，钴氧化物组分占催化剂粉体质量为5%；

（5）将得到的催化剂膏料均匀涂覆在0.5mm厚不锈钢板上，涂覆厚度0.5mm左右，辊压成型；

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为67%，Hg⁰的氧化率为92%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为83%和93%。

实施例6

将58质量份的草酸铌铵，8.5质量份的硝酸铈，15质量份的硝酸钴和15质量份的硝酸镍加入到500质量份的去离子水中溶解，在55℃左右条件下并充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

（2）将载体组分批次加入到步骤（1）得到的前驱体混合溶液中，迅速搅拌，直至固液混合均匀，并超声震荡60min，即得混合物；

将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到所述的复合氧化物催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为20%，铈氧化物组分占催化剂粉体质量的5%，钴氧化物组分占催化剂粉体质量为5%，镍氧化物组分占催化剂粉体质量为5%；

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为69%，Hg⁰的氧化率为92%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为84%和93%。

实施例7

将109质量份的草酸铌溶于0.1mol/L的草酸溶液中，用草酸溶液调节pH=0.5，在55℃左右条件下并充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

（2）将得到的50质量份的载体组分批次加入到步骤（1）得到的前驱体混合溶液中，迅速搅拌，直至固液混合均匀，并超声震荡60min，即得混合物；

将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为35%；

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为68%，Hg⁰的氧化率为89%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为83%和90%。

实施例8

（1）100质量份的薄水铝石粉体（水合氧化铝）置于程序升温马弗炉中，控制升温速率为2℃/min，并在末端温度为450℃条件下煅烧1.7h，冷却至室温，即得活性氧化铝粉末；

将72质量份的草酸铌溶于0.1mol/L的草酸溶液中，并加入8质量份的硝酸铈，用草酸溶液调节pH=0.5，在55℃左右条件下并充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

（2）将得到的50份质量的载体组分批次加入到步骤（1）得到的前驱体混合溶液中，迅速搅拌，直至固液混合均匀，并超声震荡80min，即得混合物；

将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到所述的复合氧化物催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为25%，铈氧化物组分占催化剂粉体质量分数为5%；

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为71%，Hg⁰的氧化率为91%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为82%和92%。

实施例9

将38质量份的草酸铌溶于0.1mol/L的草酸溶液中，并加入3质量份的硝酸铈，5份质量的硝酸钴和5质量份的硝酸镍，用草酸溶液调节pH=0.5，在55℃左右条件下并充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

（2）将50质量份的载体组分批次加入到步骤（1）得到的前驱体混合溶液中，迅速搅拌，直至固液混合均匀，并超声震荡80min，即得混合物；

（3）将所得的混合物置于恒温干燥箱内在150℃条件下干燥30h；

将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到所述的复合氧化物催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为15%，铈氧化物组分占催化剂粉体质量分数为2%，钴氧化物组分占催化剂粉体质量分数为2%，镍氧化物组分占催化剂粉体质量分数为2%；

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为73%，Hg⁰的氧化率为92%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为85%和92%。

实施例10

将22质量份的草酸铌铵和11质量份的硝酸钴加入到500质量份的去离子水中溶解，在55℃左右条件下并充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到所述的复合氧化物催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为10%，钴氧化物组分占催化剂粉体质量为5%；

（5）将步骤（4）得到的催化剂膏料均匀涂覆在0.5mm厚钛板上，涂覆厚度0.5mm左右，辊压成型；

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为63%，Hg⁰的氧化率为94%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为74%和94%。

实施例11

将22质量份的草酸铌铵和11质量份的硝酸镍加入到500质量份的去离子水中溶解，在55℃左右条件下并充分混合搅拌，得到前驱体混合溶液；

将所得产物进行研磨、筛分，至平均粒径＜0.6mm，得到所述的复合氧化物催化剂粉体，其中铌氧化物活性组分占催化剂粉体质量分数为10%，镍氧化物组分占催化剂粉体质量为5%；

（5）将步骤（4）得到的催化剂膏料均匀涂覆在0.5mm厚不锈钢网上，网眼10mm²，涂覆厚度0.5mm左右，辊压成型；

将制备的催化剂置于烟气催化氧化脱硝脱汞动态模拟实验系统上进行性能测试。模拟烟气条件如下：0.1%NO，C_Hg=40ug/L，4.5%O₂，0.05%SO₂，10%CO₂，N₂作为平衡气，空速为20000h^-1。实验结果表明，反应温度为300℃时，NO的氧化率为66%，Hg⁰的氧化率为90%，湿法吸收后NO和Hg⁰的脱除效率分别为73%和91%。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非限制，本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的技术构思范围内可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种同步脱硝脱汞催化剂，其特征在于：包括催化剂粉体和衬底，催化剂粉体涂覆在衬底上；所述催化剂粉体包括活性组分和载体，活性组分负载在载体上；所述活性组分为铌氧化物，所述载体为r-Al₂O₃。

2.根据权利要求1所述一种同步脱硝脱汞催化剂，其特征在于：所述催化剂粉体还包括助剂组分，所述助剂组分为氧化铈、氧化钴、氧化镍中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述一种同步脱硝脱汞催化剂，其特征在于：所述活性组分占催化剂粉体的质量百分数为10～35%；所述助剂组分占催化剂粉体的质量百分数为0%～15%。

4.根据权利要求3所述一种同步脱硝脱汞催化剂，其特征在于：所述氧化铈占催化剂粉体的质量百分数为0%～5%；氧化钴占催化剂粉体的质量百分数为0%～5%；氧化镍占催化剂粉体的质量百分数为0%～5%。

5.根据权利要求1-4任一项所述一种同步脱硝脱汞催化剂，其特征在于：所述衬底为不锈钢板、不锈钢网或钛板；所述衬底的厚度为0.5mm，催化剂粉体的厚度为0.5mm。

6.一种制备权利要求1-5任一项所述同步脱硝脱汞催化剂的方法，其特征在于包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述一种同步脱硝脱汞催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的载体粉末的制备方法为：将薄水铝石粉体置于程序升温马弗炉中，按2℃/min的升温速率加热至450℃煅烧1.5h～2h，冷却至室温；筛分后取60～100目的微粒，在100℃真空条件下干燥5～10h。

8.根据权利要求6或7所述一种同步脱硝脱汞催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的干燥的条件为：温度150℃，时间24～36h。

9.根据权利要求6或7所述一种同步脱硝脱汞催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的粘结剂为70wt%的聚乙烯醇与30wt%的草酸的混合物；活性炭纤维粉末的粒径为0.6mm。

10.根据权利要求6或7所述一种同步脱硝脱汞催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中的干燥的条件为：温度150℃，时间24～36h；所述焙烧的条件为：焙烧温度为525℃～550℃，焙烧时间为6～10h，空气流量为50mL/min。