[发明专利]一种利用全危废、固废为载体的SCR催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种利用全危废、固废为载体的SCR催化剂及其制备方法与应用，方法如下：废弃脱硝催化剂、煤矸石、铝灰混合预处理，得到混合物粉末；以重量份计，废弃脱硝催化剂7～10份、煤矸石1～2份、铝灰0～1份和污泥1～3份；在混合物粉末中加入污泥、去离子水和成型助剂，混合均匀后加入氨水调节PH为6.5～7.5、和泥、炼泥，得到泥胚；泥胚制成直径1～3cm生料球体、烘干，在350～1100℃煅烧，得到煅烧后的球状载体；煅烧后的球状载体浸渍活性组分的前驱液、原位烘干，重复此过程直至煅烧后的球状载体增重15％～20％；浸渍活性组分后的球状载体在350～550℃煅烧，得到催化剂。制备成本低，适合大规模生产。

技术领域

本发明属于环保催化技术领域，特别是涉及一种利用全危废、固废为载体的SCR催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着社会的发展和进步，城市污水和生活废水的大量排放导致污泥的产生量剧增，污泥成分复杂，处置和资源化利用困难，目前污泥利用的方法主要包括制备肥料、制备活性炭、焚烧制砖、土地利用等。但目前仍存在处理规模跟不上、处理技术不完善、处理不当对土壤产生负面影响等问题，需要对处理方法进行不断创新。

选择性催化还原(SCR)脱硝技术以其高脱硝效率在火电、焦化和钢铁等行业作为脱除氮氧化物被广泛应用，但SCR脱硝催化剂在使用过程中由于长期暴露在尘和SO₂含量都较高的烟气中，导致催化剂的孔道被堵塞，使用寿命大打折扣，进口催化剂寿命为3年左右，国产的只有1～3年，仅火电行业每年产生的废弃SCR脱硝催化剂都有5000万立方以上，且目前已经将废脱硝催化剂(钒钛系)归为“HW50废催化剂”门类，纳入危废进行管理。

如果可将污泥和废弃脱硝催化剂等危废、固废进行资源化利用，制备可用于工业化的高附加值化学品SCR脱硝催化剂并进行工程化应用，可在消除固废和危废的同时，进行尾气氮氧化物脱除，实现变废为宝，创造经济价值和环保价值。

刘涛等,用城市污水处理厂剩余污泥制备脱硝催化剂[J]；化工环保；2007年01期，文章中采用了热解污泥做载体制备脱硝催化剂，但该催化剂存在的问题是起活温度太高，活性组分为Zn和Fe过渡金属元素，稳定性也较差，10h内就出现活性下降；中国专利公开号CN111013636A公开了一种基于城市污泥的低温脱硝催化剂的制备方法，但该催化剂的最高转化效率仍无法达到90％，在实际工程使用中转化效率较低并存在氨逃逸的问题，且采用过渡金属为主活性组分存在易硫中毒的问题；中国专利公开号CN110961106A公开了一种利用废固资源制备的高性能低温脱硝催化剂及其制备方法，其采用污泥作为一部分制备脱硝催化剂，但转化率仅为55％左右，且在较短的运行时间内出现活性降低的现象；中国专利公开号CN111744495A公开了一种以污泥和钢渣为原料的陶瓷膜脱硝脱二噁英催化剂及其制备方法，但其制备方法较为繁琐，不太适用于工业化大规模生产，且适用温度较高，为500℃。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)目前危废“废脱硝催化剂(钒钛系)”和固废“污泥”急需进行处理或资源化利用；

(2)目前报道的采用污泥为部分原料制备脱硝催化剂的文章和综述中，还没有适用大规模应用的方法；

(3)采用危废、固废制备高附加值SCR脱硝催化剂，需要找到合适的制备工艺和方法，才可保证高脱硝效率和稳定性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种利用全危废、固废为载体的SCR催化剂及其制备方法，该催化剂采用全危废、固废制备催化剂载体，大大降低催化剂成本，为城市固废、危废的大规模、无害化、高值化使用提供了一条新的路径；制备方法简单，易操作，适用于大规模生产和工业化推广。

本发明的另一目的在于提供一种上述利用全危废、固废为载体的SCR催化剂的应用。