[發(fā)明專利]一種電爐粉塵提鋅尾渣制備SCR脫硝催化劑的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111473786.5
• 申請(qǐng)日: 2021-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114029065B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎江玲;陳揚(yáng)帆;張雨晨;劉清才;楊劍;任山;劉維燥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/83
• 分類號(hào): B01J23/83;B01D53/86;B01D53/56
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本發(fā)明公布了一種電爐粉塵提鋅尾渣制備SCR脫硝催化劑的方法，屬于工業(yè)煙氣脫硝領(lǐng)域。制備步驟主要包括：將電爐粉塵提鋅尾渣和六水硝酸鈰分別溶于N,N?二甲基甲酰胺中，并超聲一定時(shí)間，隨后依次將硝酸鈰溶液和氨水逐滴滴加到提鋅尾渣懸浮液中，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥、退火得到脫硝催化劑。本發(fā)明成功地在主要成分為Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;的電爐粉塵提鋅尾渣上負(fù)載了0維CeOsubgt;2/subgt;量子點(diǎn)，極大地提高了其NHsubgt;3/subgt;?SCR脫硝活性，氮?dú)膺x擇性，抗硫性等，實(shí)現(xiàn)了電爐粉塵提鋅尾渣的高附加值利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)煙氣脫硝領(lǐng)域，通過(guò)電爐粉塵提鋅尾渣制備SCR脫硝催化劑的方法。

背景技術(shù)

氮氧化物(NO_x＝NO+NO₂)主要由電站、工廠和汽車排放，是大氣污染的主要來(lái)源，是溫室效應(yīng)、酸雨、光化學(xué)煙霧、PM2.5等的主要原因。為了應(yīng)對(duì)氮氧化物的嚴(yán)重危害，世界各國(guó)政府都在制定越來(lái)越嚴(yán)格的法律和政策來(lái)控制氮氧化物的排放。2015年12月，我國(guó)要求燃煤發(fā)電廠實(shí)行超低排放改造。所謂超低排放，是指燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度在基本符合燃?xì)鈾C(jī)組排放限值要求的基礎(chǔ)上，要求氮氧化物排放濃度不高于50mg/Nm³。選用氨為還原劑的選擇性催化還原(Selective?catalytic?reduction，SCR)技術(shù)(NH₃-SCR)，其裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、運(yùn)行可靠且二次污染小，可達(dá)到超過(guò)90％的NO_x脫除效率，因而成為目前商業(yè)應(yīng)用最廣泛且技術(shù)最成熟的燃煤煙氣脫硝技術(shù)。其中，釩鈦系催化劑憑借優(yōu)越的脫硝性能，可靠的運(yùn)行性及成熟的技術(shù)而廣泛應(yīng)用在我國(guó)火力發(fā)電機(jī)組中。但是因其成本高、核心技術(shù)依賴進(jìn)口、氧化SO₂的能力較強(qiáng)及對(duì)環(huán)境造成二次污染等缺點(diǎn)，很大程度上限制了釩鈦系催化劑的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。鐵基催化劑具有來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，無(wú)二次污染及廢棄催化劑易處理等優(yōu)勢(shì)，具備替代釩鈦系催化劑的潛質(zhì)與趨勢(shì)。

電爐粉塵是一種典型的鋼鐵廠粉塵，主要是在電爐煉鋼過(guò)程產(chǎn)生，平均每生產(chǎn)一噸鋼液會(huì)產(chǎn)生10-20千克的粉塵。電爐粉塵中含有大量的Zn和Fe等有價(jià)金屬，此外還含有Pb、Cr等對(duì)人體有害的重金屬元素。因此，電爐粉塵的直接堆積填埋不僅污染了土壤、水體等，還造成了其中所含的有價(jià)金屬元素如Zn、Fe等的浪費(fèi)。因此，在我們之前的工作中，采用七水合硫酸亞鐵與電爐粉塵共焙燒水浸技術(shù)，對(duì)電爐粉塵中的鋅進(jìn)行高效提取(提取率98％)，而其中大于99％的鐵進(jìn)入尾渣。該工藝的提鋅尾渣成分主要為Fe₂O₃(質(zhì)量占比91％)，可以用于制備NH₃-SCR脫硝催化劑，且鐵基催化劑具有較好的中高溫活性，氮?dú)膺x擇性，抗硫性等。

現(xiàn)有鐵基脫硝催化劑多采用商用純Fe₂O₃或其他純化學(xué)試劑制備Fe₂O₃，再負(fù)載其他活性組分，成本較高。專利CN?112295568?A公開(kāi)了一種CeO₂改性的鐵基SCR脫硝催化劑的制備方法，取去離子水加熱，加入草酸、硝酸鐵、七鉬酸銨、硝酸鈰，之后在磁力攪拌下水浴加熱2小時(shí)，待水溫降低到50℃以下，加入一乙醇胺，攪拌得到混合溶液；將載體加入到混合溶液中，混合均勻，之后加熱陳化、煅燒得到催化劑粉體。該方法制備的催化劑煙氣溫度在150℃-300℃脫硝效果好，但是使用了較多的純化學(xué)試劑，成本較高。

綜上所述，本發(fā)明在主要成分為Fe₂O₃的電爐粉塵提鋅尾渣上負(fù)載0維CeO₂量子點(diǎn)，極大地提高了NH₃-SCR脫硝活性，氮?dú)膺x擇性，抗硫性等。本發(fā)明利用了電爐粉塵的提鋅尾渣，并創(chuàng)新性地在其表面原位沉積了0維CeO₂量子點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了電爐粉塵提鋅尾渣的高附加值利用。

發(fā)明內(nèi)容：