[發明專利]一種酸處理鐵泥脫硝催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202111165328.5
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113877591A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 趙改菊;于子揚;于賀偉;孫榮峰;王魯元;張宗宇;耿文廣;董紅海
• 申請（專利權）人: 山東省科學院能源研究所
• 主分類號: B01J23/847
• 分類號: B01J23/847;B01J23/745;B01J37/06;B01J37/08;B01D53/56;B01D53/86
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明屬于芬頓鐵泥催化劑制備領域，涉及一種酸處理鐵泥脫硝催化劑的制備方法。其制備步驟為:預處理，酸洗脫堿，煅燒，酸解重組，二次煅燒。酸洗脫堿脫除芬頓鐵泥中的堿性物質，提高催化效率；煅燒除去鐵泥中的結合水和揮發分，使金屬鹽轉化為金屬氧化物，并獲得相應的晶型；酸解重組使酸浸出的金屬鹽離子均勻沉淀在催化劑載體表面；二次煅燒使金屬鹽再次轉化為金屬氧化物，并固定晶型。通過強酸使鐵泥中的大部分堿性物質得以脫除，提高了催化活性，增加催化劑內表面的活性位點。酸解重組使鐵泥中各有效成分均勻分布，重新組合，從而發揮各組分間的協同作用，有效降低反應溫度窗口，制得脫硝效果優異的鐵泥脫硝催化劑。

技術領域

本發明屬于芬頓鐵泥催化劑制備技術領域，公布了一種酸處理鐵泥脫硝催化劑的制備方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

隨著新型可再生能源的研發與工業化應用的推廣，以清潔無污染且可重復利用的清潔能源逐漸取代傳統的化石能源已成為未來的發展趨勢。但目前的能源結構仍是以煤、石油等化石燃料為主要供能物質，并且由于氫能、風能、太陽能等清潔能源轉換效率較低，工業化應用難度較大，在未來的很長時間內化石燃料仍會是主要的供能來源。而減少化石燃料燃燒過程中產生的污染性氣體，是當前能源環保領域所面臨的一個重要問題。

燃煤電廠等重耗能行業所產生的氮氧化物(NOx)是造成霧霾、酸雨、光化學煙霧等環境問題的重要因素。目前已廣泛應用的NH₃-SCR技術，可實現對煙氣中氮氧化物的高效脫除，而SCR技術的核心就在于高效、環保脫硝催化劑的研發。釩鈦系催化劑是目前使用最為廣泛的商用催化劑，但其制備成本較高，易造成二次污染，而且由于商業釩基催化劑的活性溫度窗口通常在320-400℃之間，因此，常將其布置在省煤器與除塵器之間，這就導致了流經催化劑的煙氣攜帶了大量的粉塵，會導致催化劑孔隙堵塞，反應面積減少，甚至影響脫硝效率。基于此，成本低廉，無二次污染，改性后低溫活性窗口可大幅拓寬的鐵基催化劑具有取代釩鈦系催化劑的基礎與條件。

芬頓氧化工藝是一種高效氧化技術，廣泛應用于工業有機廢水的凈化處理。但芬頓氧化過程中會產生大量的芬頓鐵泥，屬于工業危廢需要進行單獨處理，較高的處理成本限制了芬頓氧化技術的推廣與發展。芬頓鐵泥中大約含有40％～65％的鐵元素，具有極高的資源回收價值和經濟利用價值。此外，芬頓鐵泥中還含有的部分Al₂O₃、V₂O₅等活性金屬氧化物，均可作為脫硝催化劑的載體，提高催化劑的脫硝效率和熱穩定性。綜上所述，芬頓鐵泥完全具有制備鐵基SCR脫硝催化劑的條件與基礎。但由于芬頓鐵泥中含有的大量堿金屬和堿土金屬會占據催化劑內表面的活性位，進而嚴重影響催化劑的脫硝效率。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種酸處理鐵泥脫硝催化劑的制備方法，利用強酸使芬頓鐵泥脫堿，提高鐵泥催化劑的脫硝效率和催化活性，酸解重組進一步拓寬鐵泥催化劑的溫度窗口，使改性后的鐵泥脫硝催化劑具有較高的催化活性和較寬的溫度窗口，能夠滿足實際運行中不同工況的要求。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一個方面，提供了一種酸處理鐵泥脫硝催化劑的制備方法，包括：

將芬頓鐵泥進行預處理、酸洗、煅燒、酸解重組、二次煅燒，即得。

研究發現：在制備鐵泥脫硝催化劑時，必須對芬頓鐵泥進行脫堿處理，因此，本發明在此基礎上再對芬頓鐵泥進行二次改性，拓寬了其低溫活性窗口，進一步提高脫硝效率。

本發明的第二個方面，提供了任一上述的方法制備的酸處理鐵泥脫硝催化劑。