[发明专利]一种高炉重力灰基SCR脱硝催化剂及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高炉重力灰基SCR脱硝催化剂及制备方法和应用。所述方法为：高炉重力灰与酸溶液混合，然后进行固液分离得到溶液；将得到的溶液中加入沉淀剂，调节pH值，得到固相沉淀；得到的固相沉淀洗涤后干燥、焙烧得到脱硝催化剂。通过酸解重组的方法使重力灰中的各有效成分均匀分布，重新组合，实现制备一种具有高活性的脱硝催化剂。

技术领域

本发明属于气体污染物脱除与环保技术领域，具体涉及一种高炉重力灰基SCR脱硝催化剂及制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

目前，氨选择性催化还原(NH₃-SCR)技术已被公认为最成熟、有效的NO_x减排技术，被大多数燃煤发电厂采用，其中SCR催化剂是关键。V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂由于其较髙的脱硝性能、可靠性好和技术成熟等优点，成为了主流的商用SCR催化剂。但在实际应用中仍存在一些缺点，如钒的有毒性、反应温度窗口窄、成本较高等。因此，设计成本较低、温度窗口宽的能够在中、低温保持优良效率和较强稳定性的环保型非钒基催化剂很有必要。

高炉重力灰是高炉冶炼过程中伴随着高炉煤气携带出的原料粉尘及高温区激烈反应而产生的烟气微粒，属于钢铁企业产生的固体废弃物。我国钢铁产能较大，近年来铁产量约8亿吨，同时副产出高炉瓦斯灰达到1000万吨以上。高炉重力灰成分复杂，对其进行分析，发现主要元素有Fe、C(铁含量30％～60％，碳含量8％～20％)，并含有少量Si、Al、Ca、Mg、K、Zn等元素。

高炉重力灰当中含有许多有害元素，直接堆放处理会污染土壤和水源。如此大量的固体废弃物，如果不合理处置，首先会浪费大量土地资源、造成严重的环境污染、会对生态造成巨大影响；其次会造成资源浪费。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种高炉重力灰基SCR脱硝催化剂及制备方法和应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种高炉重力灰基SCR脱硝催化剂的制备方法，所述方法为：

高炉重力灰与酸溶液混合，然后进行固液分离得到溶液；

将得到的溶液中加入沉淀剂，调节pH值，得到固相沉淀；

得到的固相沉淀洗涤后干燥、焙烧得到脱硝催化剂。

高炉重力灰是高炉冶炼过程中伴随着高炉煤气携带出的原料粉尘及高温区激烈反应而产生的烟气微粒。主要元素有Fe、C(铁含量30％～60％，碳含量8％～20％)，并含有少量Si、Al、Ca、Mg、K、Zn等元素。高炉重力灰无法直接成为脱硝催化剂，其内部的物质构成，碳含量较高，并含有一些非活性元素，所以通过酸解-碱沉的复合方法，可以充分让活性元素浸提出来，然后重组成为脱硝催化剂。

首先利用酸解浸提，分解高炉重力灰，得到其中的铁离子等，使重力灰中的金属氧化物全部离子化，然后利用碱沉淀的方法，使浆液中金属离子生成化合物沉淀。通过酸解重组的方法使重力灰中的各有效成分均匀分布，重新组合，从而发挥各组分间的协同作用，从而提高脱硝活性。然后通过焙烧过程改变脱硝催化剂的微观形貌、表面酸性和氧化还原性等，影响脱硝催化剂的活性。

脱硝催化剂需要具有吸附性能和氧化还原性能，需要具有多孔性和活性。通过酸浸提过程、碱沉过程、煅烧过程的控制，实现制备一种具有高活性的脱硝催化剂。