[发明专利]一种制备蛋黄-蛋清型SCR脱硝催化剂的方法与应用

说明书

本发明属于工业废弃物回收利用技术领域，具体提供了一种制备蛋黄‑蛋清型SCR脱硝催化剂的方法与应用，解决了现有技术中没有将高炉矿渣、食用菌菌渣、玉米柠檬酸渣三种废料利用起来生产制备SCR脱硝催化剂，以达到降低生产成本提高SCR脱硝催化剂的催化效率及稳定性的技术效果的问题和没有解决工业固体废弃物高炉矿渣、污泥和食用菌菌渣多途径利用的问题，本发明在达到脱硝催化性能的基础上还具有一定的抗硫及抗水性能，使固体废物资源化利用并且达到“以废制废”的目的，有效拓展了高炉矿渣、污泥和食用菌菌渣的利用领域并提高其利用价值。

技术领域

本发明属于工业废弃物回收利用技术领域，具体涉及一种制备蛋黄-蛋清型SCR脱硝催化剂的方法与应用。

背景技术

锅炉烟气的治理是近些年大气治理的重点，由于锅炉烟气中存在大量的酸性污染物气体和颗粒物，导致大气污染物指数严重超标，形成雾霾天气，局部会出现光化学烟雾机酸雨现象。其中，酸性气体主要是以氮氧化物为主，是光化学烟雾和酸雨形成的罪魁祸首，因此，减少锅炉烟气中NO_X废气的排放不仅势在必行也刻不容缓。目前，脱硝过程中较为完善是选择性催化还原(SCR)脱硝工艺，其原理是以氨气为还原剂的情况下，NO_X与氨气在催化剂的作用下可被还原为N₂和H₂O，其脱硝性能可达到80-90％。在整个工艺中，技术核心在于催化剂的性能和效果是否能满足于整个工艺。

目前，可用于SCR脱硝的催化剂主要有贵金属催化剂、沸石分子筛型催化剂、金属及金属氧化物催化剂等。贵金属虽然具有良好的热稳定性和独特的物化性能，但却存在着价格昂贵、储量较少的缺陷，目导致其工业应用的较少。分子筛催化剂具有热稳定性高、孔隙率大、活性和选择性良好等特点，但该类催化剂需要在高温下才能显示出活性，且该催化剂对H₂O和SO₂十分敏感，用于含水含硫的烟气脱硝工艺中极易容易导致催化剂失活。钒钛型催化剂是目前工业应用最多的一类烟气脱硝催化剂，市值在8-10万元/方，进口催化剂则在12-15万元/方。但是，该类催化剂的使用寿命一般为2年左右，之后则需要活化处理或者重新购买，而受限于国内大型活化站的地域限制，导致很多企业在催化剂寿命到期后无法继续使用；另外，由于烟气中含有大量的水蒸气和二氧化硫等，对于催化剂的性能有很大影响，浓度过大更会导致催化剂水中毒或者硫中毒；再者，由于各个工业烟气的温度不一，因此必须要求脱硝催化剂的使用温度有较大的范围区间，但是常规的催化剂的活性温度范围却较窄，无法实现大温度范围的催化使用。因此，研究开发低成本且催化剂活性更高的脱硝催化剂具有重要的意义。

高炉矿渣是高炉冶炼过程中从高炉中排出的一种废渣，由矿石中的脉石、燃料中的灰分和熔剂中非挥发组分形成的固体废物，属于工业废弃物的一类。根据研究资料显示，高炉矿渣含有丰富的矿物成分和金属氧化物，具体包括：SiO₂(30-35％)、Al₂O₃/Fe₂O₃(18-25％)、CaO(28-35％)、MgO(1-6％)、MnO和S。目前，已报道的高炉矿渣的应用方向主要包括制备建筑材料、生产微晶玻璃、生产泡沫玻璃、生产矿渣棉、生产硅肥以及回收铁和钛等。例如，高炉矿渣加工成矿渣碎石可代替天然砂石作为混凝土的骨料，经水淬冷后在激发剂的作用下制备成水泥，也可作为铸石、微晶玻璃、肥料、搪瓷、陶瓷等原料。现阶段，高炉矿渣固体废弃物主要的再利用处理手段是进行路基垫层使用和水泥制造，大部分被用来作为水泥制作过程中的混合材料和无熟料水泥的原料，少部分则用以生产矿渣转等，还有一部分用于道路路基的垫层及混凝土的粗细骨料。可见，不断开发新的高炉矿渣废弃物的再利用途径可有效促进工业废弃物的处理，具有重要的环保意义。

我国目前食用菌产量，保守估计年产量1亿余吨，如此巨大体量的菌渣长期堆放在种植场周围土地上，经日晒雨淋，对水体生态环境产生严重的污染，不仅对蘑菇生产产业及农业环境构成了压力，同时也是一种极大的资源浪费。菌渣又叫菌糠、菇渣、下脚料等，是指栽培各种食用菌以后剩下的固体废物，菌渣中含有丰富的纤维素、木质素、维生素、矿质元素和其他生活活性物质。