本發(fā)明屬于燃煤煙氣脫汞領(lǐng)域，具體涉及以金屬有機骨架材料為催化劑應(yīng)用于脫除煙氣中的汞。

背景技術(shù)：

汞污染主要來源于燃煤電廠煙氣排放，汞是一種痕量元素，其具有易揮發(fā)、易生物積累且持久性強等特點，排放到大氣中危害人類健康。因此，煙氣汞脫除技術(shù)的研究備受關(guān)注，是大氣污染控制的研究熱點。

目前，煙氣脫汞技術(shù)主要側(cè)重于催化劑脫汞技術(shù)的研究。常用的催化劑有貴金屬催化劑、過渡金屬氧化物和選擇性催化還原（SCR）催化劑等，其中SCR催化劑研究較為廣泛。目前工業(yè)應(yīng)用的SCR催化劑主要是釩基催化劑，其運行溫度區(qū)間為300-400 ℃。然而，應(yīng)用釩基催化劑脫汞存在脫汞性能不理想、嚴重依賴HCl等問題。因此，迫切需要開發(fā)出一種新型的高效脫汞催化劑。

金屬有機骨架化合物（Metal organic Frameworks，MOFs）是由含氧、氮等多齒有機配體與過渡金屬離子自組裝形成的一種新型多孔晶體材料。MOFs具有高度規(guī)整的三維孔道結(jié)構(gòu)、大的比表面積、分散有序的金屬位點等特點，其應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在氣體貯存、分子分離、催化等方面。然而，迄今為止，利用金屬有機骨架化合物脫除煙氣汞的研究鮮有報道。因此，以金屬有機骨架材料作為脫汞催化劑有望實現(xiàn)汞的高效脫除。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種以金屬有機骨架材料為催化劑脫除燃煤煙氣中汞的方法。

本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：

煙氣條件：150-300℃煙氣溫度，30000-60000 h^-1空速，4%O₂，30 μg m^-3 Hg⁰，200-400 ppm NO，400-800 ppm SO₂，10-20 ppm HCl，催化劑的脫汞效率達到80%以上。

本文制備的金屬有機骨架材料為MIL-100（Fe）、MIL-53（Fe）或Mn-MIL-100。

本發(fā)明利用上述的金屬有機骨架材料作為催化劑，是基于該類材料中具有大的比表面積和高度分散有序的金屬活性位點，在脫汞過程中可作為吸附位點有效的吸附單質(zhì)汞，然后與MIL-100（Fe）、MIL-53（Fe）或Mn-MIL-100表面的活性氧發(fā)生反應(yīng)生成汞的化合物，從而可實現(xiàn)汞的高效脫除。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于：利用金屬有機骨架材料作為催化劑脫除煙氣中單質(zhì)汞的效率高于相應(yīng)地過渡金屬氧化物催化劑，且反應(yīng)過程中金屬有機骨架材料催化性能

更穩(wěn)定。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步地具體詳細描述。

本發(fā)明通過水熱合成法制備所用的MOFs 催化劑，主要包括MIL-100（Fe）、MIL-53（Fe）或Mn-MIL-100三種材料，經(jīng)純化、活化等過程，得到所需的催化劑，將催化劑置于固定床反應(yīng)器中，在不同的模擬煙氣條件下，評價催化劑的脫汞活性。

實施例1 將MIL-100（Fe）催化劑裝填于固定床反應(yīng)器內(nèi)，在模擬煙氣條件下，煙氣溫度為250℃，空速為48000 h^-1，4%O₂，30 μg m^-3 Hg⁰，300 ppm NO，400 ppm SO₂，MIL-100（Fe）催化劑脫汞效率可以達到80%。

實施例2 將MIL-100（Fe）催化劑裝填于固定床反應(yīng)器內(nèi)，在模擬煙氣條件下，煙氣溫度為250℃，空速為57500 h^-1，4%O₂，30 μg m^-3 Hg⁰，300ppm NO，600 ppm SO₂，10 ppm HCl，MIL-100（Fe）催化劑脫汞效率可以達到90%。

實施例3 將MIL-53（Fe）催化劑裝填于固定床反應(yīng)器內(nèi)，在模擬煙氣條件下，煙氣溫度為300℃，空速為24000 h^-1，4%O₂，30 μg m^-3 Hg⁰，400ppm NO，400 ppm SO₂，MIL-53（Fe）催化劑脫汞效率可以達到80%。

實施例4 將MIL-53（Fe）催化劑裝填于固定床反應(yīng)器內(nèi)，在模擬煙氣條件下，煙氣溫度為300℃，空速為48000 h^-1，4%O₂，30 μg m^-3 Hg⁰，400ppm NO，400 ppm SO₂，15 ppm HCl，MIL-100（Fe）催化劑脫汞效率可以達到90%。

實施例5 將Mn-MIL-100催化劑裝填于固定床反應(yīng)器內(nèi)，在模擬煙氣條件下，煙氣溫度為200℃，空速為48000 h^-1，4%O₂，30 μg m^-3 Hg⁰，400ppm NO，600 ppm SO₂，Mn-MIL-100催化劑脫汞效率達到75%。

實施例6 將Mn-MIL-100催化劑裝填于固定床反應(yīng)器內(nèi)，在模擬煙氣條件下，煙氣溫度為200℃，空速為48000 h^-1，4%O₂，30 μg m^-3 Hg⁰，400ppm NO，600 ppm SO₂，20 ppm HCl，Mn-MIL-100催化劑脫汞效率可以達到85%。