[发明专利]一种赤泥催化剂及成型方法与应用

说明书

本发明公开了一种赤泥催化剂及成型方法与应用，其成型方法为：对赤泥粉末进行酸洗，将酸洗后的赤泥与成型助剂混合获得赤泥混合物，将赤泥混合物陈化，然后进行加压成型，将挤压成型赤泥催化剂前体进行煅烧，获得赤泥催化剂；其中，酸洗中盐酸的添加量为赤泥粉末中的所有元素完全反应酸量的20～60％，所述成型助剂中包括粘结剂、造孔剂、增强纤维；所述粘结剂选自瓜尔胶、田菁粉、羧甲基纤维素。本发明成型方法简单，能够保证成型赤泥催化剂的催化性能。

技术领域

本发明属于赤泥催化剂制备技术领域，涉及一种赤泥催化剂及成型方法与应用。

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。

在目前我国的能源结构中，化石能源仍然占主导地位，而且在短时间内还不会有太大的改变。燃用化石燃料会产生大量的硫氧化物和氮氧化物，造成严重的生态破坏，例如酸雨等。以NH₃为还原剂的选择性催化还原技术(NH₃-SCR)是减少工业废气氮氧化物排放最有效的手段之一，催化剂的应用大大减少了氮氧化物的排放，并且降低了成本。虽然商用的钒基催化剂已经在320～400℃范围内取得了巨大成功，但是核心技术依赖进口、氧化SO₂的能力较强以及容易对环境造成二次污染等缺点仍然制约着它在工业中的应用。

赤泥中大约含有20％～50％的氧化铁，高铁赤泥中的氧化铁含量甚至高达65％以上。氧化铁是一种环境友好、活性高、经济性好的脱硝催化剂的活性成分，具备替代钒钛类催化剂的潜力。赤泥中大量含有的Al₂O₃、TiO₂、SiO₂成分亦是脱硝催化剂的有效载体，可提高脱硝催化剂的稳定性。据本发明的发明人研究了解，铁基催化剂不仅拥有低成本和无毒的性质，而且有着优良的抗水抗硫性能。

目前使用的V₂O₅/TiO₂催化剂的活性窗口温度在320～400℃之间，故只能布置在省煤器和除尘器之间，这样的布置方法显然不利于催化剂的催化反应：流经催化剂的烟气没有经过除尘处理，导致大量的飞灰会堆积在催化剂的孔道，减少催化反应面积甚至堵塞孔道。所以目前急需找到一种新型低温脱硝催化剂，使催化剂可以布置在除尘器之后，提高催化效率。

据本发明的发明人研究发现，现有赤泥催化剂制备过程复杂、成本高，仅局限与实验室催化，难以应用到工业实际流程制备之中；同时，现有赤泥催化剂在成型时，会降低催化剂的性能，从而使得赤泥催化剂难以实际应用。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种赤泥催化剂及成型方法与应用，成型方法简单，能够保证成型赤泥催化剂的催化性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种赤泥催化剂的成型方法，对赤泥粉末进行酸洗，将酸洗后的赤泥与成型助剂混合获得赤泥混合物，将赤泥混合物陈化，然后进行加压成型，将挤压成型赤泥催化剂前体进行煅烧，获得赤泥催化剂；

其中，酸洗中盐酸的添加量为赤泥粉末中的所有元素完全反应酸量的20～60％，所述成型助剂中包括粘结剂、造孔剂、增强纤维；所述粘结剂选自瓜尔胶、田菁粉、羧甲基纤维素。

首先，完全和赤泥中所有的所有元素反应需要100％的盐酸酸量，经过实验发现，当使用20％～60％的酸量时，制成的催化剂具有较高的催化活性，经过进一步研究发现，除去赤泥中K、Ca、Na等的碱金属元素降低催化剂活性，当添加使用20％～60％的酸量时能够将K、Ca、Na等的碱金属元素基本去除，同时保留氧化铁等催化活性成分，从而提高赤泥催化剂的催化活性。