[發明專利]一種以廢棄FCC催化劑制備錳基低溫SCR催化劑的方法

在審

• 申請號: 202310591032.2
• 申請日: 2023-05-24
• 公開（公告）號: CN116637636A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 張先龍;石李明;金石;殷求義;吳雪平;李涂斌
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司安慶分公司;合肥工業大學
• 主分類號: B01J27/198
• 分類號: B01J27/198;B01D53/86;B01D53/56;B01J23/889;B01J37/02;B01J37/03;B01J35/10;B01J35/02
• 代理公司: 合肥云道爾知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 閆興貴

本發明公開了一種以廢棄FCC催化劑制備錳基低溫SCR催化劑的方法，包括以下步驟：以廢棄流化床催化裂化催化劑為載體，利用二價錳鹽前驅體溶液對載體進行等體積浸漬處理后，再滴加KMnOsubgt;4/subgt;溶液進行反應，待反應完全后洗滌、離心得到濾餅，將濾餅干燥后即得到所述催化劑。所述二價錳鹽為Mn(NOsubgt;3/subgt;)subgt;2/subgt;、Mn(AC)subgt;2/subgt;、MnClsubgt;2/subgt;、MnSOsubgt;4/subgt;中的一種。相比于傳統的負載型催化劑制備方法，本發明的制備方法具有工藝簡單、無二次污染物排放、過程節能、結構可調可控、低溫SCR脫硝活性好、活性溫度窗口寬等優勢。

技術領域

本發明涉及環保技術領域，具體涉及一種以廢棄FCC催化劑制備錳基低溫SCR催化劑的方法。

背景技術

目前，流體催化裂化(FCC)是煉油過程中主要的重油輕質化手段，是決定煉油廠產品方案的核心裝置，故在煉油工藝中占據舉足輕重的地位。然而，FCC催化劑在使用一段時間后，由于重金屬(Ni、V、Fe等)的污染、粒度的細化及積碳等作用，使FCC催化劑中毒失活而廢棄。通過調研可知，目前國內外的研究者對于SFCCC的處理方法有掩埋法、物理再生、化學再生、平衡劑再使用、精制油品、回收稀土和重金屬等，這些方法均存在對應瓶頸問題。目前，工業上處理累積的SFCCC的主流方式是作為固體廢棄物處理，并在化學垃圾填埋場處置，從而產生環境危險，或供應給水泥行業。然而，未來許多因素將制約這種方法的發展，尤其是土地使用權帶來的經濟成本和垃圾滲濾液滲入土壤后的環境危害。那么如何資源化利用每年大量產生的SFCCC就成為一個亟待解決的問題。氮氧化物(NO_x)作為主要空氣污染物，處理不當會引發諸如霧霾、酸雨、溫室效應等一系列的環境問題，嚴重威脅人類健康和植物生長。SCR技術由于其較高的脫硝性能和相對成熟，已成為最有效的NO_x排放減排技術之一。目前，以氨氣為還原劑的選擇性催化還原技術(NH₃-SCR)已被認為是去除固定源中的氮氧化物最有效的技術，而催化劑正是該技術的核心要素。在諸多催化劑中，V₂O₅-WO₃/TiO₂催化劑因具有穩定可靠的催化脫硝性能已經成為最為成熟的商業化應用產品。但由于其在低溫下易受煙氣中硫的毒害，一般在300-400℃的煙溫條件下使用，屬于中高溫催化劑，且操作溫度窗口較窄。盡管該催化劑已經普及應用于排煙溫度較高的燃煤電廠煙氣脫硝領域，但卻難以直接應用于其他工業領域的低溫煙氣氮氧化物排放控制。因此，能夠直接在中低溫區使用的SCR催化劑具有廣泛的需求和應用前景。低溫SCR脫硝催化劑的開發和應用近年來已經成為非電行業煙氣脫硝技術的熱點，包括改良釩基催化劑、錳基催化劑、鐵基催化劑以及稀土金屬復合催化材料均有成功應用案例。同時與低溫SCR催化劑相適配的低溫SCR脫硝工藝開發也漸趨成熟和多元化發展，為低溫SCR煙氣脫硝的大面積工程化應提供了可靠的技術可行性。在上述低溫SCR脫硝催化劑中，尤其以負載型錳基催化劑的制備和應用技術發展最為充分。負載型錳基催化劑的制備方法也日趨多元化，以往傳統的等體積浸漬-煅燒法、液相沉積-煅燒法等基于錳鹽前驅體熱分解制備負載錳的方法表現出能耗較高、二次污染排放和催化劑不同程度燒結導致活性不高等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以廢棄FCC催化劑制備錳基低溫SCR催化劑的方法，其不僅可避免常規掩埋處理SFCCC方法所引起的重金屬組分浸出污染水體或土壤的環境危害風險，且可以“變廢為寶”，制備具有優異性能的工業煙氣低溫SCR脫硝催化劑，實現該危險廢棄物的無害化高附加值綜合利用。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種以廢棄FCC催化劑制備錳基低溫SCR催化劑的方法。根據本發明的實施例，包括以下步驟：以廢棄流化床催化裂化催化劑為載體，利用二價錳鹽前驅體溶液對載體進行等體積浸漬處理后，再滴加KMnO₄溶液進行反應，待反應完全后洗滌、離心得到濾餅，將濾餅干燥后即得到所述催化劑。