[发明专利]一种基于粉煤灰的CuO-CeO2/FAU脱硫剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于烟气脱硫的粉煤灰制FAU沸石负载CuO-CeO₂催化剂的制备方法，属于粉煤灰资源化利用和环境功能材料制备领域。

背景技术

随着中国经济的快速增长以及能源消费的增多，中国已成为全世界最大的SO₂排放国。根据国家统计数据，近两年，中国SO₂的排放总量已超过21 Mt/a。其中，发电厂、钢铁厂以及冶炼厂是SO₂的最大排放源，而由SO₂造成的“酸雨”面积已约占国土总面积的40%，严重地影响了人们的身体健康和生存环境。为控制SO₂的排放量，于2012年1月1日生效的《火电厂大气污染物排放标准》的法规实际上已比欧盟的现行标准更加严格。因此，对于产生SO₂污染源的企业，治理烟气中的SO₂已成为当务之急。国内外也对烟气脱硫技术进行了大量的研究，传统的烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、柠檬吸收法、喷雾干燥法、活性炭脱硫法等。这些方法脱硫率比较高，但工艺复杂、运行费用高、防污不彻底、造成二次污染等不足。最近几年，科技工作者研制出了新的脱硫技术包括硫化碱脱硫法、电子束脱硫技术、膜吸收法和微生物脱硫技术。但这些技术大多还处于试验阶段，有待进一步的工业应用验证。总之，各种各样的的烟气脱硫技术都取得了一定的经济、社会和环保效益，但是也存在不足，因此寻求新的脱硫方法、开发新的吸附剂依旧是环保领域关注的焦点和急需解决的新课题。

 粉煤灰主要是由煤粉和空气中的氧气在高温下发生燃烧反应而残留的固体物，是燃煤热电厂排出的环境污染物。由于我国对煤炭能源的过度依赖，粉煤灰年排放量急速增长，已成为中国最大的单一固体污染源。据预测，“十二五”末，我国粉煤灰年产生量将达到5.7亿吨。为节约资源、保护环境、发展循环经济、深入推进粉煤灰综合利用健康发展，国家发改委等相关部门于2013年3月发布的《粉煤灰综合利用管理办法》规定，鼓励粉煤灰高附加值的创新性研究等。粉煤灰的主要成分为SiO₂和Al₂O₃，且二者总含量在70%以上，与沸石的化学组分极为相似。沸石主要由硅铝酸盐的矿石构成，其骨架的最基本结构由硅氧四面体及铝氧四面体基本结构单元构成，相邻两个四面体通过氧原子连接，形成了在三维空间上无限延展的阴离子网状结构。这种三维阴离子网状结构使得沸石具有一些特殊的性质，三维空间结构的空穴和内部通道提高了分子的扩散速率，使得沸石成为一种有效的吸附剂。沸石结构中的Si原子被Al原子取代而呈负电性，因此沸石又具有较大的离子交换性能，使其在离子交换和分子筛方面的应用成为可能。因此，为发展粉煤灰的高附加值利用途径，前人在粉煤灰制沸石合成方法及应用研究等方面开展了大量的研究。