[发明专利]赤泥基SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种赤泥基SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用，制备方法，包括如下步骤：对赤泥进行酸洗，去除赤泥中的碱金属和碱土金属；在酸洗后的赤泥表面浸渍负载助剂，所述助剂为硝酸铈、钼酸铵、钨酸铵中的一种或两种；浸渍后，经干燥、煅烧，即得。浸渍有Ce‑Mo或Ce‑W的赤泥催化剂的脱硝活性温度窗口(脱硝效率达到90％及以上的温度区间)得到了极大的拓宽，可以适用于高温段、中温段、低温段脱硝，同时也能够满足当今电厂“深度调峰”的需要。

技术领域

本发明属于烟气、废气处理与净化技术领域，尤其涉及一种赤泥基SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用。

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。

目前，对燃煤电站锅炉、工业炉窑、钢铁工业等实施更加严苛的大气污染物排放标准，尤其对燃煤电厂实施污染物超低排放限值要求。大多数燃煤发电厂采用的氮氧化物控制技术是选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)，该技术是在SCR脱硝催化剂作用下，将氮氧化物(NO、NO₂)氧化还原成无害的N₂和H₂O。目前商用的SCR催化剂大多采用V₂O₅-WO₃/TiO₂，但该催化剂存在脱硝温度窗口较窄、生产成本高、钒生物毒性易造成二次污染等诸多问题，其应用前景受到限制，因此开发廉价、高效、宽温度窗口、环保的新型SCR催化剂来替代传统钒钛类催化剂已势在必行。

赤泥作为工业生产氧化铝排出的污染性废渣，其化学成分与矿物组成比较复杂，与铝土矿的种类、氧化铝生产方法及生产过程的添加剂种类密切相关。具有代表性的赤泥的主要化学组成成分包括：Fe₂O₃、Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、Na₂O、MgO，还有许多诸如K、Zr、Sc、Cr、Cu、Mn、Zn、V等微量元素。

由于赤泥的产生量较大且应用手段有限，大量的赤泥不能得到有效利用，只能依靠堆场进行堆放，占据了大量的土地资源；赤泥是强碱性固体废渣，其碱性浸出液pH值可达到10-13。赤泥的化学成分浸入土地会使土地碱化、造成地表水和地下水水体的严重污染；赤泥堆场中大量堆放的小颗粒赤泥容易引发扬尘，造成大气污染；此外部分赤泥含有氟化物、氯化物等常见的大气、水体污染物。因而赤泥造成的土地、环境污染问题日益严重，如何实现赤泥高效、大规模的资源化利用已成为炼铝工业亟待解决的难题。近年来，国内外学者针对赤泥的资源化利用课题开展了大量的研究工作并取得了良好的进展，其中赤泥在陶瓷建材、气体污染物脱除、污水处理吸附剂、金属回收等领域均取得良好的效果。

拜耳法赤泥具有较高的Fe₂O₃含量，而Fe₂O₃是具有良好脱硝性能的铁基SCR催化剂的主要活性成分；拜耳法赤泥中所含的主要成分诸如Al₂O₃、SiO₂和TiO₂是常见的催化剂载体材料；此外，拜耳法赤泥比表面积较大，具有多孔骨架结构，能为活性组分提供必要的负载结构，因而拜耳法赤泥具有应用于SCR领域的潜力。然而原始赤泥SCR活性较低，较铁基催化剂和商用钒钛类催化剂的性能尚有很大差距。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种赤泥基SCR脱硝催化剂及其制备方法与应用。

为解决以上技术问题，本发明的以下一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种赤泥基SCR脱硝催化剂的制备方法，包括如下步骤：