[發(fā)明專利]一種硅鐵渣制備中溫脫硝催化材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710739981.5
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107519862B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔素萍;張艷昭;馬曉宇;萬業(yè)強
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J37/03;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 11203 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉萍

一種硅鐵渣制備中溫脫硝催化材料的方法屬于環(huán)境材料、環(huán)境催化及環(huán)境保護領(lǐng)域。本發(fā)明以硅鐵渣為原料，采用鹽酸浸出，調(diào)節(jié)pH沉淀法，制備不需外加Mn源的脫硝催化材料。所述脫硝催化材料的制備方法采用工業(yè)廢渣，實現(xiàn)廢物資源化利用；制備的催化脫硝材料成本低，工藝簡單，流程短，適于工業(yè)化生產(chǎn)；中溫脫硝活性高，300℃～400℃范圍內(nèi)可達85％以上。本發(fā)明實現(xiàn)硅鐵渣的再利用，保護環(huán)境，制備的中溫脫硝催化材料帶來很大的社會效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境催化材料及環(huán)境保護領(lǐng)域，具體為一種利用工業(yè)廢渣硅鐵渣制備中溫SCR脫硝催化材料。

背景技術(shù)

工業(yè)煙氣排放的氮氧化物是空氣污染的主要來源。在中國，水泥行業(yè)氮氧化物排放大約占整個氮氧化物排放的十分之一，是僅次于火力發(fā)電的第二大工業(yè)煙氣氮氧化物排放源。選擇性催化還原(SCR)是一種有效去除固定源氮氧化物的技術(shù)，已經(jīng)成功應(yīng)用于電力、化工、水泥等行業(yè)。目前商業(yè)應(yīng)用程度較高的SCR脫硝催化劑屬于釩鈦(V₂O₅/TiO₂，V₂O₅-WO₃/TiO₂)體系，其屬于中溫催化劑，在350℃-400℃范圍內(nèi)脫硝效率較高。釩鈦體系脫硝催化劑的缺點主要為生產(chǎn)、運行成本高，占到總體成本的30％-50％。同時由于V₂O₅的劇毒性，造成失活催化劑回收處理困難，容易造成環(huán)境污染等問題。因此，選擇低成本、低毒性的金屬氧化物為催化劑的活性組分，具有積極的實際意義。

Mn氧化物具有優(yōu)異的脫硝活性。目前制備錳基SCR脫硝催化劑的方法，主要以Mn鹽(乙酸錳、硝酸錳、氯化錳)為錳源，采用浸漬法、溶膠凝膠法、共沉淀法將Mn負載到多孔基體如SiO₂、Al₂O₃、TiO₂上制備的。Kuan-Hung Liu等人采用共沉淀法制備的MnOx(20％)-CeOx(10％)/SiO₂催化劑，在300℃下脫硝效率達到90％。張恒建等人以硝酸錳、醋酸錳為錳源采用等體積浸漬法制備MnOx/PG-AC催化劑。結(jié)果表明：以硝酸錳為前驅(qū)體制備的催化劑，在200℃條件下，NO轉(zhuǎn)化率可達92％，而以醋酸錳為前驅(qū)體制備的催化劑在相同條件下僅為75％。

硅鐵渣是生產(chǎn)硅鐵的過程中從鋼包中清除出的廢渣，硅鐵渣的主要成分為：SiO₂、CaO、MnO、MgO和Al₂O₃，若降低雜質(zhì)元素Ca和Mg的含量形成以SiO₂、Al₂O₃和MnO為主要組成的體系可能具有較好的脫硝作用。若以硅鐵渣本身包含的Mn為活性組分可以實現(xiàn)不外摻Mn源，節(jié)約成本的同時，也實現(xiàn)對硅鐵廢渣的充分利用，真正變廢為寶。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種硅鐵渣為原料制備中溫SCR脫硝催化劑的方法。

一種硅鐵渣制備中溫SCR脫硝催化劑的方法，其特征在于制備步驟如下：

將硅鐵渣粉與鹽酸混合并在60℃水浴攪拌2h；加入強堿溶液或氨水和尿素的混合物，調(diào)節(jié)溶液pH至8，攪拌30min；離心分離出底部沉淀；105℃干燥8～12h；制得催化材料粉末。

進一步，強堿溶液為氫氧化鈉溶液，氫氧化鉀溶液中的一種。

進一步，添加氨水與尿素的摩爾比為1:0.5～1.5。

進一步，硅鐵渣粉與鹽酸混合相對量為將10g硅鐵渣粉末與60ml濃度為3mol/L的鹽酸溶液混合。