[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

本發明涉及粉煤灰的利用領域，公開了粉煤灰基脫硝催化劑及其制備方法和脫硝的方法。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；(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；(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。可以實現粉煤灰制備得到脫硝催化劑，提供更好的催化性能，提高脫硝效果。

技術領域

本發明涉及粉煤灰的利用領域，具體涉及粉煤灰基脫硝催化劑及其制備方法和脫硝的方法。

背景技術

煤炭作為化石燃料，在國民經濟發展中發揮著舉足輕重的作用。但是煤炭燃燒排放出的大量粉煤灰廢物也逐年提高，任意堆放，不僅會占用大量的土地資源，而且還會造成地下水的重金屬污染，嚴重破壞生態平衡、污染環境。目前處理粉煤灰的主要方法有制磚，作為造橋、鋪路、墻體材料等工業填充物，具有操作過程簡單、技術要求水平低和容易就地消化等優點，但是附加值較低。

CN103818920A公開了一種制備Si-Al有序介孔分子篩的方法，其中，包括：以火電廠廢棄的粉煤灰為原料萃取得到含有硅和鋁的溶液，以CTAB為模板劑，加入乙醇和水在室溫下快速合成預產品置于馬弗爐中煅燒除去模板劑，冷卻后得到產品；其中，所述CTAB、水、乙醇和溶液中硅鋁總量的摩爾比為(0.4-0.6)：(300-500)：(50-60)：1。進一步公開：萃取硅鋁源為將粉煤灰和NaOH混合后進行550-600℃煅燒1-2h，冷卻后研磨并與水混合再分離出上清液作為硅鋁源溶液；然后將CTAB、水、乙醇加入硅鋁源溶液得到混合溶液，采用酸調節混合溶液的pH為9-10，攪拌得到白色固體。該方法處理粉煤灰的方法為堿熔法，需要高溫煅燒，耗能大，工藝不綠色；并且用酸調節的方法得到介孔分子篩，而非水熱晶化的方法。

CN103861556A公開了一種粉煤灰基SBA-15的制備方法，包括：(1)將粉煤灰和堿混合后熔融、冷卻得到混合料；(2)將混合料加水溶解并過濾得到上清液；(3)將表面活性劑P123溶解于水中，調節pH為酸性，然后老化，并過濾、洗滌、干燥；(4)將步驟(3)干燥后的材料焙燒，得到粉末狀材料粉煤灰基SBA-15。公開了得到的介孔材料的孔容為0.6-0.9cm³/g，比表面積為370-810m³/g，孔徑為5-8nm；沒有公開介孔材料的組成是否還有鋁，材料是否具有微孔結構。其中粉煤灰采取堿熔法處理，需要高溫煅燒能耗大，合成介孔分子篩不用水熱等苛刻條件。

此外，煤炭燃燒除產生廢棄物粉煤灰外，還有電廠煙氣顆粒，氮氧化物，碳氧化物，二氧化硫等。氮氧化物(NO_x)是大氣中主要的污染物之一，在大氣中的大量存在不僅能對生態環境和人體健康產生直接的危害，而且能與其他污染物相互反應形成危害更大的二次污染。2011年之后頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》等一系列排放標準針對火電廠、工業爐窯等固定排放源的NO_x排放制定了更為嚴格的排放標準。面對日益嚴格的排放標準，NO_x控制技術的研究和開發受到廣泛關注。

選擇性催化還原法(SCR)由于其技術相對成熟且脫除NO_x效率高，己成為燃煤發電廠主流的脫硝技術。目前，釩鎢鈦催化劑因具有較好的脫硝效率和抗二氧化硫毒化性能，己被廣泛應用于脫除燃煤火電廠等固定源所排放的氮氧化物，但其存在脫硝溫度高，脫硝成本高，釩易流失，造成二次污染，且釩有劇毒等缺點；因此急需開發適合我國國情的高效、低污染、脫硝成本低的SCR脫硝技術。

粉煤灰中含有鐵元素，如能綜合利用鐵元素，將其進行分子篩的負載，制備鐵基分子篩催化劑既可降低催化劑的成本，又可提高粉煤灰的綜合利用率。

發明內容