[发明专利]一种锰铈修饰高铁粉煤灰的烟气脱硝用吸附剂及其制备方法

说明书

本发明属于粉煤灰固体废弃物再利用和烟气脱硝技术领域，为了解决现有烟气脱硝技术中催化剂中毒失活，及锅炉尾部受热面因受粘结焦或堵塞，影响锅炉系统正常运行等问题，提供了一种锰铈修饰高铁粉煤灰的烟气脱硝用吸附剂及其制备方法。将原粉煤灰经机械研磨、湿式磁选、干燥后获得的高铁粉煤灰与氧化钙混合制成浆状高铁粉煤灰基体，再加入硝酸锰和硝酸铈，干燥，高温焙烧，自然冷却至室温即为吸附剂。所制备的吸附剂是在260‑400℃温区内有效脱除燃煤烟气中氮氧化物的吸附剂，平均脱除效率≥70%。利用固体废弃物粉煤灰为基体制备烟气脱硝用吸附剂，可以在燃煤电厂内部实现以废治废。

技术领域

本发明属于粉煤灰固体废弃物再利用和烟气脱硝技术领域，具体涉及一种锰铈修饰高铁粉煤灰的烟气脱硝用吸附剂及其制备方法。

背景技术

煤炭燃烧过程中产生的氮氧化物排放到大气中会形成酸雨，侵蚀土壤、破坏森林、抑制农作物生长等。目前，酸雨已经成为我国最具危害性的污染之一。因此，对烟气中氮氧化物的控制也是大气污染治理的重要环节。

目前，工业上比较成熟的干法燃煤烟气脱硝技术主要是选择性催化还原脱硝（SCR），该法脱除氮氧化物效率高，但脱硝过程中会发生副反应产生粘性较大的NH₄HSO₄，该物质易粘结在脱硝催化剂和锅炉尾部的受热面上，使催化剂失活，影响锅炉系统的正常运行。因此开发一种有效的干法烟气脱硝吸附剂也势在必行。

粉煤灰是火电厂煤燃烧后的固体产物，其主要成分有SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃（或Fe₃O₄）、MgO等，而Fe作为过渡金属元素具有多变的价态，使其被广泛应用于脱硝吸附剂的活性组分，因此可以通过提高粉煤灰中铁氧化物的含量对其进行充分利用。但已有研究表明原始粉煤灰外表面由于被玻璃体包裹而使其内部的铁氧化物利用率不高，因而脱除吸附能力也较差，因此为了满足目前燃煤电厂烟气干法脱硝的要求，需对粉煤灰进行适当改性处理制备脱硝吸附剂，可在燃煤电厂内部形成一项以废治废的污染物治理技术。

发明内容

本发明为了解决现有烟气脱硝技术中催化剂中毒失活，及锅炉尾部受热面因受粘结焦或堵塞，影响锅炉系统正常运行等问题，提供了一种锰铈修饰高铁粉煤灰的烟气脱硝用吸附剂及其制备方法。

本发明是由如下技术方案实现的：一种锰铈修饰高铁粉煤灰的烟气脱硝用吸附剂，将原粉煤灰经机械研磨、湿式磁选、干燥后获得的高铁粉煤灰与氧化钙混合制成浆状高铁粉煤灰基体，再加入硝酸锰和硝酸铈，干燥，高温焙烧，自然冷却至室温即为吸附剂。

所述原粉煤灰为煤粉炉粉煤灰，其中Fe为铁氧化物，以磁赤铁矿γ-Fe₂O₃和磁铁矿Fe₃O₄的形式存在，且铁氧化物的含量大于8%。

制备所述的锰铈修饰高铁粉煤灰的烟气脱硝用吸附剂的方法，步骤如下：

（1）原料筛分：将原粉煤灰过20目筛子进行筛分备用 ；

（2）高铁粉煤灰的获得：筛分得到的粉煤灰按球料比为1:1置于转速500r/min的球磨机中干式研磨3-6h，将研磨好的粉煤灰和去离子水按体积比1:5-1:10混合制成灰浆，用永磁体对灰浆进行湿式磁选分离2-5次，磁选后的粉煤灰在80-120℃下干燥8-14h，得到高铁粉煤灰；

（3）浆状物高铁粉煤灰基体的获得：将得到的高铁粉煤灰与CaO按质量比6:1-3:1混合，该混合物再和去离子水按体积比为1:5-1:15混合均匀，在80-100℃水浴锅中150r/min匀速搅拌8-16小时，得到浆状物高铁粉煤灰基体；