[發明專利]粉煤灰基脫硝催化劑及其制備方法和脫硝的方法

有效

• 申請號: 201710820087.0
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN109482223B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 李歌;王寶冬;王紅妍;馬靜;劉子林;孫琦;徐文強;李永龍
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: B01J29/03
• 分類號: B01J29/03;B01J37/10;B01J35/10;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

1.一種制備粉煤灰基脫硝催化劑的方法，該方法包括：

（1）將粉煤灰和酸液進行混合溶解，并進行過濾得到除鐵液和除鐵粉煤灰；

（2）將所述除鐵粉煤灰和堿液進行堿溶反應，并進行過濾得到脫硅液；

（3）將所述脫硅液與聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環氧乙烷三嵌段共聚物進行混合配制，并進行pH調節為酸性得到合成母液；相對于所述合成母液中的100重量份SiO₂，聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環氧乙烷三嵌段共聚物的加入量為95～120重量份；

（4）將所述合成母液放入高壓釜內，在加熱、加壓條件下進行水熱晶化反應，得到SBA-15介孔分子篩；其中，所述SBA-15介孔分子篩具有微孔、介孔兩種孔結構；

（5）用硝酸鈷溶液和所述除鐵液浸漬所述SBA-15介孔分子篩，并經乙醇旋轉蒸發得到脫硝催化劑。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟（1）中，所述酸液的濃度為1～3mol/L，所述粉煤灰與所述酸液的質量比為100：（60～80），所述酸液為鹽酸或硫酸。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟（2）中，所述除鐵粉煤灰：堿：水的質量比為100：（40～70）：（100～200）；所述堿液為氫氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀溶液；

優選地，堿溶反應溫度為80～100℃，堿溶反應時間為4～6h；

優選地，所述除鐵粉煤灰中，含有40～45g/L的SiO₂，45～55g/L的Al₂O₃。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其中，在步驟（3）中，所述pH調節使所述合成母液的pH=3～5；優選地，所述脫硅液含有45～55g/L的SiO₂，6～10g/L的Al₂O₃，3～4mg/L的Fe₂O₃。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟（4）中，水熱晶化反應溫度為100～120℃，水熱晶化反應壓力為2～6MPa，水熱晶化時間為48～72h。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟（5）中，所述除鐵液以Fe計的濃度為1～2mol/L，相對于100g的所述SBA-15介孔分子篩，所述除鐵液的用量為100～400mL；所述硝酸鈷溶液的濃度為0.01～0.03mol/L，相對于100g的所述SBA-15介孔分子篩，所述硝酸鈷溶液的用量為2000～10000mL。

7.權利要求1-6中任意一項所述的方法制備的粉煤灰基脫硝催化劑，其特征在于，以該脫硝催化劑的總重為基準，該脫硝催化劑含有5～8重量%的Al₂O₃，70～90重量%的SiO₂，5～20重量%的Fe₂O₃，5～25重量%的氧化鈷；其中，所述Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃和氧化鈷的總量以100%計。

8.根據權利要求7所述的脫硝催化劑，其中，所述脫硝催化劑含有微孔和介孔，微孔體積占所述脫硝催化劑的總孔體積的10～20體積%。

9.根據權利要求8所述的脫硝催化劑，其中，所述脫硝催化劑的介孔孔容為0.7～0.9cm³/g，所述脫硝催化劑的微孔孔容為0.2～0.4cm³/g。

10.根據權利要求7-9中任意一項所述的脫硝催化劑，其中，所述脫硝催化劑的比表面積為740～900m²/g；所述脫硝催化劑的孔徑為6～10nm，所述脫硝催化劑的平均顆粒尺寸為12～21nm。

11.一種煙氣脫硝的方法，包括將含有氮氧化物的工業廢氣與含有氨氣、氧氣和氮氣的混合氣在溫度為200～300℃下，與權利要求7-10中任意一項所述的脫硝催化劑相接觸進行脫硝反應；所述工業廢氣中，氮氧化物以NO計的體積濃度為100～1000ppm，所述混合物中氧氣含量為3～5體積%，氨氣與所述工業廢氣中以NO計的氮氧化物的摩爾比為（1～3）：1；所述工業廢氣與氨氣氣氛的總進料量的體積空速為3000～150000h^-1。