一种高温烟气脱硝催化剂及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114602471A(43)申请公布日2022.06.10(21)申请号202210292925.2(22)申请日2022.03.23(71)申请人华北电力大学地址102206北京市昌平区北农路2号(72)发明人徐明新陆强吴亚昌张平新刘子树邸锦毅(74)专利代理机构北京惠森至诚知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11992专利代理师王园园(51)Int.Cl.B01J23/745(2006.01)B01J37/02(2006.01)B01D53/86(2006.01)B01D53/56(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种高温烟气脱硝催化剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高温烟气脱硝催化剂及其制备方法。本发明所述的催化剂以燃煤电厂固体废弃物粉煤灰为载体，以赤泥提取的三氧化二铁为活性组分，经等体积浸渍、干燥、煅烧和粉碎制得。本发明的催化剂具有比表面积大、脱硝效率高、高温稳定性强等优点，在烟气温度为450～550℃的温度区间内可保持脱硝活性90％以上，特别适合于垃圾焚烧锅炉、燃气轮机和柴油内燃机等工业设备的高温尾气脱硝。CN114602471ACN114602471A权利要求书1/1页1.一种高温烟气脱硝催化剂包括载体和活性组分，其特征在于，所述活性组分为从赤泥中提取的三氧化二铁、所述载体为活化粉煤灰。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂各组分重量百分比分别为：3％～8％三氧化二铁和92％～97％活化粉煤灰。3.一种制备如权利要求1所述的催化剂的方法，包括以下步骤：(1)采用氢氧化钠熔融侵蚀粉煤灰，经洗涤、过滤、干燥后得到碱熔融粉煤灰；(2)采用硫酸溶液浸渍碱熔融粉煤灰，并经洗涤、过滤、干燥后得到粉煤灰基载体；(3)将硝酸溶液与赤泥混合进行反应，过滤后收集滤液，得到富铁溶液；(4)通过等体积浸渍法将富铁溶液与粉煤灰载体混合，经干燥、煅烧后得到负载有三氧化二铁的赤泥‑粉煤灰基催化剂。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粉煤灰与氢氧化钠的质量比为1:0.8～1:1.2，熔融温度为450～550℃，熔融时间为1～2h。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硫酸溶液浓度为1～4mol/L，所述碱熔融粉煤灰与硫酸溶液的固液比为1:1～1:4g/mL。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述硝酸溶液浓度为1～4mol/L，所述赤泥与硝酸溶液的固液比为1:1～1:4g/mL。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述干燥温度为90～110℃，干燥时间为4～8h；所述煅烧的温度为350～550℃，煅烧时间为1～3h。2CN114602471A说明书1/4页一种高温烟气脱硝催化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及的是环境保护与环境催化领域，具体涉及一种适用于高温烟气脱硝的粉煤灰‑赤泥基脱硝催化剂及其制备方法。背景技术[0002]氮氧化物(NOx)是一种重要的大气污染物，会引起酸雨、光化学烟雾等污染现象，对我国生态环境和人民健康安全构成严重威胁。严格控制NOx排放对于我国建设环境友好型社会意义深远。[0003]选择性催化还原技术(SelectiveCatalyticReduction,SCR)是目前应用最广泛的固定源烟气脱硝技术。SCR脱硝技术中广泛使用的商业SCR脱硝催化剂是以五氧化二钒为活性成分、三氧化钨为助催化剂、二氧化钛为载体的钒钨钛系催化剂，适用的温度窗口为中温300～420℃。而对于垃圾焚烧锅炉、燃气轮机和柴油内燃机等工业设备，其排烟温度一般可达500℃以上，常规钒钨钛系脱硝催化剂在该高温条件下使用面临如下问题：(1)载体锐钛型二氧化钛热稳定性差，高温下微细晶粒极易生长，引发大晶粒硬性团聚，整体晶型向比表面积较低的金红石型转变，导致催化剂高温失活，脱硝性能大幅下降；(2)活性组分五氧化二钒在高温下容易催化还原剂NH3氧化，导致N2选择性降低。因此，常规钒钨钛系催化剂无法满足高温烟气脱硝需求。[0004]中国专利申请CN201811390198.3、CN201911336844.2、CN201911326498.X等提出将钡、铒、锡、铁、钼、钴、铜、锰、镧、锆中的一种或多种作为助催化剂，与二氧化钛混合构建新型的复合金属氧化物载体，抑制二氧化钛在高温下的晶型转变。但上述复合载体的合成步骤较为复杂，产品前驱物成本较高，难于商业推广应用。且合成过程容易发生沉淀剂局部浓度过高，造成沉淀过程出现沉淀剂颗粒团聚，使得沉淀产物组分不均，因此，产品的调控难度较大。[0005]中国专利申请CN202110996031.7、CN202011348960