[发明专利]一种煤矸石催化燃烧催化剂、制备方法及用途

说明书

本发明公开了一种煤矸石催化燃烧催化剂、制备方法及用途。所述催化剂是分别以麦饭石和HZSM‑5分子筛为载体、负载钼的复合催化剂，所述催化剂钼的负载量均为载体质量的5%。所述催化剂的制备方法包括如下内容：利用等体积溶液浸渍法制备催化剂，将载体麦饭石和HZSM‑5分子筛进行焙烧；将钼酸铵固体溶于去离子水中；然后将焙烧活化后的麦饭石和HZSM‑5分子筛分别浸渍于钼酸铵溶液中；经搅拌、干燥、焙烧后制得煤矸石催化燃烧催化剂（Mo/MS、Mo/HZSM‑5）。该催化剂使用后可以降低煤矸石的着火温度和燃尽温度、提高煤矸石的燃烧效率、减少污染物排放。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，更具体而言，涉及一种煤矸石催化燃烧催化剂、制备方法及用途。

背景技术

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物之一，同时煤矸石又是一种低热值燃料，具有废渣与资源双重属性。然而煤矸石在燃烧过程中存在着火难、燃尽性差等问题,这与煤矸石本身的原料性质有很大关系；煤矸石直接燃烧会排放出大量的CO、CO₂、SO₂和NO_x等有害气体，不仅对大气和环境造成严重危害，而且对人体健康也存在巨大的危害。为了建设资源节约型和环境友好型社会，因此需要提高煤矸石综合利用率。煤矸石中添加催化剂可以降低煤矸石的着火温度、燃烧充分完全、减少消耗量及烟气污染物排放等。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种结构简单、方便、适用范围广，并且能够提高煤矸石燃烧性能和减少污染物排放的煤矸石催化燃烧催化剂、制备方法及用途。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种煤矸石催化燃烧催化剂，所述催化剂包括麦饭石或HZSM-5分子筛载体和负载在载体表面的钼，所述钼的负载量为载体质量的5%。

进一步地，所述载体麦饭石为天然硅酸盐矿物质；所述载体HZSM-5分子筛为Si/Al的摩尔比为30的硅铝分子筛。

进一步地，所述钼来源于钼盐。

进一步地，所述钼来源于四水钼酸铵。

一种煤矸石催化燃烧催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将麦饭石或HZSM-5分子筛进行通过焙烧活化；

S2、将四水钼酸铵固体溶于去离子水制得钼酸铵溶液；

S3、将S1中焙烧活化后的麦饭石或HZSM-5分子筛浸渍于S2中钼酸铵溶液中进行负载；

S4、负载过程中每隔一个小时搅拌一次，负载完成后经干燥、焙烧后制得煤矸石催化燃烧催化剂。

进一步地，所述步骤S3浸渍采用等体积溶液浸渍法。

进一步地，所述步骤S4干燥时间为4h，干燥温度为105℃；所述焙烧时间为6h，焙烧温度为500℃。

进一步地，所述钼的负载量为载体质量的5%。

煤矸石催化燃烧催化剂在煤矸石中的用途，所述煤矸石催化燃烧催化剂的添加量为煤矸石质量的1%-10%。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

本发明提供了一种煤矸石催化燃烧催化剂、制备方法及用途，该催化剂在还原和氧化循环过程中实现了氧气的传递，加快了氧气在气相与固相间传递过程中的速度，使碳与氧气更容易接触，降低了反应活化能，从而降低着火温度、提高燃烧速率，使煤矸石充分燃烧。同时还可以减少SO₂和NO_x的排放。

附图说明