[发明专利]一种酸改性低钛高炉渣制备SCR低温烟气脱硝催化剂的方法

说明书

本发明公开了一种利用酸改性低钛高炉渣为载体制备SCR低温烟气脱硝催化剂的方法。包括了以下步骤：将干燥、粉碎后的低钛高炉渣与酸性溶液充分混合，并进行水浴加热。然后利用离心机对处理渣和纯水进行多次分离，直至上清液PH值为中性。随后，将改性后的钛渣烘干、研磨制得以TiOsubgt;2/subgt;‑SiOsubgt;2/subgt;‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;为主要组分的复合载体，并在其上负载Mn、Ce源前驱体，烘干焙烧后即得SCR低温烟气脱硝催化剂，该类催化剂用于工业炉窑低温烟气脱硝。该发明不仅充分利用高炉副产物低钛高炉渣，实现钛渣的资源化利用、减少环境污染，而且低钛高炉渣富含TiOsubgt;2/subgt;、Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;和SiOsubgt;2/subgt;等成分，可作为制备SCR低温烟气脱硝催化剂的新型复合载体，降低了脱硝成本。

技术领域

本发明涉及一种酸改性低钛高炉渣制备SCR低温烟气脱硝催化剂的方法，属于低钛高炉渣的“变废为宝”充分再利用方法。另外，本发明以酸改性后的低钛渣作为SCR烟气脱硝催化剂载体，属于新工艺利用范畴。

背景技术

我国是世界上生产焦炭最多的国家，在焦化厂炼焦过程中产生的烟气中氮氧化物(NOx)是产生酸雨、雾霾、光化学烟雾等严重污染问题的主要诱因之一。基于此，很多学者们采用脱硝效率高的SCR法对燃煤电厂烟气NOx进行脱除应用。我国攀西地区具有丰富的高炉冶炼钒钛磁铁矿资源，以钒钛磁铁矿为高炉冶炼的原料，选矿后大约有 50％的钛进入铁精矿中，冶炼后的大部分钛全部进入渣相，形成含钛高炉渣。目前，除用于提钛以及部分低钛渣用做建筑材料外，大量的钛渣堆积在渣场难以处理，既造成了环境的污染，也是对资源的极大浪费。由于低钛高炉渣主要成分包括TiO₂、Al₂O₃、SiO₂和CaO等，因此考虑将其制备成一种复合载体并应用于SCR烟气脱硝领域，这不仅可以降低脱硝成本，还能实现钛渣的资源化利用，促进资源循环。

选择国内典型钢铁企业生产的含钛高炉渣作为研究对象，发现含钛高炉渣中的CaO含量高达36.5％。当烟气中含有SO₂气体时，低钛高炉渣中CaO便容易造成载体的硫酸化，抑制载体与活性组分的相互作用，导致催化剂脱硝活性的急剧下降，而且对于焦化烟气，不仅含有SO₂，还含有H₂S、CH₄和CO等气体。因此，若要将低钛高炉渣用作烟气脱硝催化剂的载体，首先要对低钛高炉渣中的CaO进行酸处理，同时优化并稳定载体组成，改善载体性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种酸改性低钛高炉渣制备SCR低温烟气脱硝催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤:

(1)以钒钛磁铁矿为高炉冶炼的原料，冶炼后产生的低钛高炉渣为制备催化剂的原料；

将所述低钛高炉渣置于反应器中；向所述反应器中加入酸性溶液后加热反应；实验中，在烧杯中放置经干燥、粉碎至200目以下的低钛高炉渣，向其中缓慢加入不同浓度的酸性溶液，并水浴加热若干小时。

(2)步骤(1)所述反应完成后，分离出反应器中的固体成分，并洗涤至中性；利用离心机对步骤(1)处理后的钛渣和纯水进行多次分离，目的是为了去除未反应的酸性溶液和存在于上清液中的Ca²⁺、 Mg²⁺等杂质离子。多次重复该操作，直至上清液PH值呈中性。

(3)将步骤(2)分离出来的固体成分烘干、研磨得到酸改性后的低钛高炉渣载体；实验中，将步骤(2)得到的处理渣转移至烧杯，经烘干和研磨得到酸改性后的低钛高炉渣载体。

(4)在步骤(3)中获得的复合载体上负载锰和/或铈源前驱体，烘干、焙烧后即得锰铈系低钛高炉渣低温脱硝催化剂。