[发明专利]一种利用芬顿铁泥制备脱硝催化剂的方法

说明书

本发明涉及一种利用芬顿铁泥制备脱硝催化剂的方法。其制备步骤为：铁泥预处理，初次煅烧，高温水洗脱碱，深度联合脱碱，二次煅烧。初次煅烧是为了去除铁泥的自由水和结晶水，使其发生化学和相反应，有助于提升后续工艺的脱碱率；高温水洗脱碱使芬顿铁泥中的自由碱和部分化学结合碱脱除；深度联合脱碱联用高温高压石灰脱碱法和CO₂脱碱法在三相体系中对芬顿铁泥中的化学结合碱进行脱除处理；二次煅烧处理使常温下的Fe(OH)₃和FeOOH转化为具有高催化活性的Fe₂O₃，并提升其热稳定性。通过双重脱碱处理使铁泥中的自由碱和大部分化学结合碱脱除，有效避免了高度碱堵塞孔径，占据活性位点，进而影响催化活性。最终制备得到的芬顿铁泥脱硝催化剂具有优异的脱硝效率。

技术领域

本发明属于环境保护、工业危废资源化利用技术领域，具体涉及一种利用芬顿铁泥制备脱硝催化剂的方法。

背景技术

本发明背景技术中公开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。

工业生产所排放的氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物之一，是造成雾霾和光化学烟雾等大气污染污染问题的重要源头。SCR技术是目前最为成熟工业脱硝技术，具有成本低，效率高等优点。而高效催化剂的开发是SCR技术的关键之一，目前所广泛应用的商用钒钛催化剂因其成本高，毒性强，且反应温度较高，已无法完全满足诸多行业的需要，制约了SCR技术的大规模推广。因此，开发低成本、高活性、低温度窗口的新型SCR催化剂迫在眉睫。

芬顿铁泥是芬顿技术处理工业有机废水后所产生的工业危废。其含有大量铁、铝、锰等重金属元素(45-70％)，若直接排放会对环境造成极为严重的危害。目前芬顿铁泥的处置方式主要以焚烧后填埋和水泥基固化为主，然而无害化处理过程中极易造成二次污染，并且造成了铁、铝等资源的浪费。芬顿铁泥中具有大量的铁，铝，硅等元素，具有制备铁基脱硝催化剂的潜质。然而铁泥中高度碱的存在不仅易致使催化剂高温烧结，而且会堵塞孔隙结构，降低表面积，进而影响催化剂的脱硝效率。石灰法脱碱对含碱污泥具有良好的脱碱效果，且石灰易于生产、成本较低，具有极高的应用价值，而CO₂脱碱法同样表现出了较优的效果。若能够联合利用两者对芬顿铁泥进行脱碱处理，则可对铁泥中的化学结合碱进行有效脱除，实现深度脱碱的目的，并且有效提高了催化剂的催化活性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种利用芬顿铁泥制备脱硝催化剂的方法，通过持续性恒温水洗处理对芬顿铁泥中的自由碱和化学结合碱进行针对性脱除，随后利用石灰置换脱碱法为主体和CO₂脱碱法为辅助两者联用在升温加压的条件下对芬顿铁泥脱碱处理。深度脱碱处理可以有效疏通铁泥的孔隙结构，增大表面积，避免高温烧结，提高了芬顿铁泥催化剂的脱硝效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

本发明的第一方面，提供一种利用芬顿铁泥制备脱硝催化剂的方法，包括以下步骤：

(1)铁泥预处理

对原始芬顿铁泥进行脱水处理，脱水后的芬顿铁泥经过粉碎和筛分处理，得到芬顿铁泥粉末；

(2)初次煅烧

将预处理后的芬顿铁泥粉末放于马弗炉中进行高温煅烧处理，得到芬顿铁泥脱硝催化剂前驱体；

(3)高温水洗脱碱

将去离子水进行加热处理后，加入芬顿铁泥脱硝催化剂前驱体，搅拌均匀得到悬浊液，随后进行微波加热处理；反应结束后将悬浊液抽滤、水洗、干燥，得到沉淀物；

(4)深度联合脱碱