[发明专利]粉煤灰基脱硝催化剂及其制备方法和脱硝的方法

说明书

本发明涉及粉煤灰的利用领域，公开了粉煤灰基脱硝催化剂及其制备方法和脱硝的方法。该方法包括：(1)将粉煤灰和酸液进行混合溶解，并进行过滤得到除铁液和除铁粉煤灰；(2)将所述除铁粉煤灰和碱液进行碱溶反应，并进行过滤得到脱硅液；(3)将所述脱硅液与聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷三嵌段共聚物进行混合配制，并进行pH调节为酸性得到合成母液；(4)将所述合成母液放入高压釜内，在加热、加压条件下进行水热晶化反应，得到SBA‑15介孔分子筛；(5)用硝酸镍溶液和所述除铁液浸渍所述SBA‑15介孔分子筛，并经乙醇旋转蒸发得到脱硝催化剂。可以实现粉煤灰制备得到脱硝催化剂，提供更好的催化性能，提高脱硝效果。

技术领域

本发明涉及粉煤灰的利用领域，具体涉及粉煤灰基脱硝催化剂及其制备方法和脱硝的方法。

背景技术

煤炭作为化石燃料，在国民经济发展中发挥着举足轻重的作用。但是煤炭燃烧排放出的大量粉煤灰废物也逐年提高，任意堆放，不仅会占用大量的土地资源，而且还会造成地下水的重金属污染，严重破坏生态平衡、污染环境。目前处理粉煤灰的主要方法有制砖，作为造桥、铺路、墙体材料等工业填充物，具有操作过程简单、技术要求水平低和容易就地消化等优点，但是附加值较低。

CN103818920A公开了一种制备Si-Al有序介孔分子筛的方法，其中，包括：以火电厂废弃的粉煤灰为原料萃取得到含有硅和铝的溶液，以CTAB为模板剂，加入乙醇和水在室温下快速合成预产品置于马弗炉中煅烧除去模板剂，冷却后得到产品；其中，所述CTAB、水、乙醇和溶液中硅铝总量的摩尔比为(0.4-0.6)∶(300-500)∶(50-60)∶1。进一步公开：萃取硅铝源为将粉煤灰和NaOH混合后进行550-600℃煅烧1-2h，冷却后研磨并与水混合再分离出上清液作为硅铝源溶液；然后将CTAB、水、乙醇加入硅铝源溶液得到混合溶液，采用酸调节混合溶液的pH为9-10，搅拌得到白色固体。该方法处理粉煤灰的方法为碱熔法，需要高温煅烧，耗能大，工艺不绿色；并且用酸调节的方法得到介孔分子筛，而非水热晶化的方法。

CN103861556A公开了一种粉煤灰基SBA-15的制备方法，包括：(1)将粉煤灰和碱混合后熔融、冷却得到混合料；(2)将混合料加水溶解并过滤得到上清液；(3)将表面活性剂P123溶解于水中，调节pH为酸性，然后老化，并过滤、洗涤、干燥；(4)将步骤(3)干燥后的材料焙烧，得到粉末状材料粉煤灰基SBA-15。公开了得到的介孔材料的孔容为0.6-0.9cm³/g，比表面积为370-810m³/g，孔径为5-8nm；没有公开介孔材料的组成是否还有铝，材料是否具有微孔结构。其中粉煤灰采取碱熔法处理，需要高温煅烧能耗大，合成介孔分子筛不用水热等苛刻条件。

此外，煤炭燃烧除产生废弃物粉煤灰外，还有电厂烟气颗粒，氮氧化物，碳氧化物，二氧化硫等。氮氧化物(NO_x)是大气中主要的污染物之一，在大气中的大量存在不仅能对生态环境和人体健康产生直接的危害，而且能与其他污染物相互反应形成危害更大的二次污染。2011年之后颁布的《火电厂大气污染物排放标准》等一系列排放标准针对火电厂、工业炉窑等固定排放源的NO_x排放制定了更为严格的排放标准。面对日益严格的排放标准，NO_x控制技术的研究和开发受到广泛关注。

选择性催化还原法(SCR)由于其技术相对成熟且脱除NO_x效率高，己成为燃煤发电厂主流的脱硝技术。目前，钒钨钛催化剂因具有较好的脱硝效率和抗二氧化硫毒化性能，己被广泛应用于脱除燃煤火电厂等固定源所排放的氮氧化物，但其存在脱硝温度高，脱硝成本高，钒易流失，造成二次污染，且钒有剧毒等缺点；因此急需开发适合我国国情的高效、低污染、脱硝成本低的SCR脱硝技术。

粉煤灰中含有铁元素，如能综合利用铁元素，将其进行分子筛的负载，制备铁基分子筛催化剂既可降低催化剂的成本，又可提高粉煤灰的综合利用率。

发明内容