[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

权利要求书

1.一种制备粉煤灰基脱硝催化剂的方法，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；相对于所述合成母液中的100重量份SiO₂，聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物的加入量为95～120重量份；

（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；其中，所述SBA-15介孔分子筛具有微孔、介孔两种孔结构；

（5）用硝酸钴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。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述酸液的浓度为1～3mol/L，所述粉煤灰与所述酸液的质量比为100：（60～80），所述酸液为盐酸或硫酸。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（2）中，所述除铁粉煤灰：碱：水的质量比为100：（40～70）：（100～200）；所述碱液为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液；

优选地，碱溶反应温度为80～100℃，碱溶反应时间为4～6h；

优选地，所述除铁粉煤灰中，含有40～45g/L的SiO₂，45～55g/L的Al₂O₃。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤（3）中，所述pH调节使所述合成母液的pH=3～5；优选地，所述脱硅液含有45～55g/L的SiO₂，6～10g/L的Al₂O₃，3～4mg/L的Fe₂O₃。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（4）中，水热晶化反应温度为100～120℃，水热晶化反应压力为2～6MPa，水热晶化时间为48～72h。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（5）中，所述除铁液以Fe计的浓度为1～2mol/L，相对于100g的所述SBA-15介孔分子筛，所述除铁液的用量为100～400mL；所述硝酸钴溶液的浓度为0.01～0.03mol/L，相对于100g的所述SBA-15介孔分子筛，所述硝酸钴溶液的用量为2000～10000mL。

7.权利要求1-6中任意一项所述的方法制备的粉煤灰基脱硝催化剂，其特征在于，以该脱硝催化剂的总重为基准，该脱硝催化剂含有5～8重量%的Al₂O₃，70～90重量%的SiO₂，5～20重量%的Fe₂O₃，5～25重量%的氧化钴；其中，所述Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃和氧化钴的总量以100%计。

8.根据权利要求7所述的脱硝催化剂，其中，所述脱硝催化剂含有微孔和介孔，微孔体积占所述脱硝催化剂的总孔体积的10～20体积%。

9.根据权利要求8所述的脱硝催化剂，其中，所述脱硝催化剂的介孔孔容为0.7～0.9cm³/g，所述脱硝催化剂的微孔孔容为0.2～0.4cm³/g。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的脱硝催化剂，其中，所述脱硝催化剂的比表面积为740～900m²/g；所述脱硝催化剂的孔径为6～10nm，所述脱硝催化剂的平均颗粒尺寸为12～21nm。

11.一种烟气脱硝的方法，包括将含有氮氧化物的工业废气与含有氨气、氧气和氮气的混合气在温度为200～300℃下，与权利要求7-10中任意一项所述的脱硝催化剂相接触进行脱硝反应；所述工业废气中，氮氧化物以NO计的体积浓度为100～1000ppm，所述混合物中氧气含量为3～5体积%，氨气与所述工业废气中以NO计的氮氧化物的摩尔比为（1～3）：1；所述工业废气与氨气气氛的总进料量的体积空速为3000～150000h^-1。