[发明专利]以含钛高炉渣为载体的新型SCR烟气脱硝催化剂的制备方法

说明书

本发明属于高炉渣的利用领域，具体涉及一种以含钛高炉渣为载体的新型SCR烟气脱硝催化剂的制备方法。本发明提供一种以含钛高炉渣为载体烟气脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：a、含钛高炉渣预处理；b、催化剂的制备。本发明所述的催化剂制备方法，操作简单易行，高炉渣利用率高，有效的解决了含钛高炉渣粗犷型利用产生的资源浪费与环境污染问题，拓宽了高炉渣的应用领域；本发明所述方法制得的催化剂活性高，活性温度窗口宽，在160～260℃均能保持较高脱硝活性。

技术领域

本发明属于高炉渣的利用领域，具体涉及一种以含钛高炉渣为载体的新型SCR烟气脱硝催化剂的制备方法。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是大气主要污染物之一，会造成酸雨、光化学烟雾等多种危害极大的社会环境问题。氮氧化物的主要来源是化石燃料的燃烧，而我国目前的能源结构中，近90％是化石能源，因此氮氧化物减排与控制是我国大气污染防治与治理的主要且迫切的任务。2000年以来，我国燃煤电厂高速发展，氮氧化物的排放量也随之大幅度增加，每年电力行业氮氧化物的排放量占全国氮氧化物总排放量的70％左右，减少电力行业氮氧化物的排放是我国氮氧化物减排与控制的重点和难点。2012年1月1日实施新的《火电厂大气污染物排放标准》要求NO_x排放浓度低于100mg/m³，提出了我国燃煤电厂的氮氧化物减排的新要求。选择性催化剂还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)被认为是最好的烟气脱硝技术，SCR脱硝技术的关键是催化剂。目前商业上广泛应用的催化剂是V₂O₅/TiO₂和V₂O₅-WO₃/TiO₂，此类催化剂的载体为TiO₂。此外，研究较多的催化剂载体还有SiO₂、Al₂O₃、活性炭、分子筛。

含钛高炉渣是炼铁工业的副产物，每年排放量可达300～400万吨。这些含钛高炉渣若得不到妥善的处理和利用，势必会造成极大资源的浪费和严重的环境污染。目前，含钛高炉渣主要是作为建材原料加以利用。这种粗放的利用方式没有充分利用含钛高炉渣的有价元素，如Ti元素等，含钛高炉渣的许多优良特性也得不到充分发挥，未能物尽其用。含钛高炉渣比表面积大、吸附性能好、热稳定性和化学稳定性强，可将其作为SCR烟气脱硝催化剂的载体。

现有技术中可用硫酸浸取高炉渣中的TiO₂，再负载活性组分，从而制得SCR烟气脱硝催化剂。但此类方法只对含钛高炉渣部分组分进行了利用，其他如Al₂O₃、SiO₂、CaO等组分未得到有效利用，且用酸量大，在处理过程中产生大量含金属离子的废酸液，带来二次污水的净化处理问题，难以工业化实施。

高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排放出的一种废渣，因各地矿质成分不同其成分也不一样。攀西地区因含有丰富的钒钛磁铁矿，高炉渣中的TiO₂、Al₂O₃、SiO₂和CaO含量较高，约占高炉渣总含量的85％，TiO₂含量达到15～25％，因此可以将含钛高炉渣看作一种Ca掺杂的TiO₂-Al₂O₃-SiO₂混合载体。混合载体催化剂比单一载体催化剂表面酸性更强、活性温度窗口更宽，而Ca的掺杂会使活性组分在催化剂载体表面分散更加均匀，有利于增加催化剂比表面积。另外，含钛高炉渣中还含有少量的铁的氧化物，本身就有一定的催化活性，也可以提高催化剂活性。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种工艺简单、操作简便、易于工业化实施的以含钛高炉渣为载体的新型SCR烟气脱硝催化剂的制备方法。