一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂及其制备方法和应用

本发明属于热催化脱硝，具体涉及一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来，环境保护和减少大气污染已成为全球热议的话题。在众多的污染控制技术中，脱硝催化剂在工业生产中起着至关重要的作用。脱硝催化剂是一种用于燃煤电厂、钢铁厂和其他工业设施废气中氮氧化物(nox)去除的关键技术，以其高效、环保和经济的特点而备受青睐。脱硝催化剂作为大气污染治理的重要手段，对环保产业具有重要意义。通过有效地降低nox排放，脱硝催化剂有助于减少酸雨和臭氧等二次污染的形成，改善大气质量，保护生态环境。

2、粉煤灰是燃煤电厂产生的固体废弃物，其成分中主要包含sio2、al2o3等，粉煤灰作为脱硝载体，其中具有部分未燃尽的炭，使粉煤灰载体具有孔容和比表面积大的特点，能够有效提高脱硝效率。粉煤灰的回收利用实现了能源资源的再利用，起到节能减排的效果。将粉煤灰应用于环境治理中，达到“以废治废”的目的，这与我国的可持续发展战略的目标是一致的。

技术实现思路

1、为解决上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种活性好、温度窗口宽、成本较低的高温脱硝催化剂。主要应用于高温燃烧锅炉燃煤烟气中氮氧化物的脱除以及其他氮氧化物固定源的脱除。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，制备方法包括如下步骤：

3、步骤1：将铁盐和铬盐溶于去离子水中，超声30min，得混合溶液；

4、步骤2：将粉煤灰载体加入混合溶液中，充分搅拌后，静置老化过夜；

5、步骤3：将静置产物烘干，置于封闭瓷舟中，煅烧后进行研磨，获得目标产物铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂fe-cr/fa。

6、优选的，上述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，步骤1中，按元素摩尔比，fe:cr＝1:1。

7、优选的，上述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，步骤1中，所述铁盐为九水硝酸铁。

8、优选的，上述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，步骤1中，所述铬盐为九水硝酸铬。

9、优选的，上述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，步骤3，将静置产物于100℃烘干，置于封闭瓷舟中，于550℃煅烧2h，升温速率为5℃/min。

10、优选的，上述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，所述铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂fe-cr/fa中，fe-cr金属活性组分的质量分数为8％～12％。

11、本发明提供的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂在热催化脱硝中的应用。

12、优选的，方法如下：将铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂放入工作区，加入适量co作为还原气体，并以n2作为平衡气体，进行高温脱硝。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

14、1、本发明提供的铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，整个制备过程操作简单，比例可调，可控性强，适合大规模工业生产。

15、2、本发明提供的铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，高温脱硝性能好，在500℃以上温度范围内氮氧化物的脱除效率可以达到80％以上，在600℃达到100％。

16、3、本发明提供的铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，成本低廉，利用燃煤电厂废弃物粉煤灰作为载体，以fe2o3为主要活性成分，cr2o3为助剂，降低了催化剂的制备成本，达到“以废治废”的目的。

技术特征：

1.一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，其特征在于，所述铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，其特征在于，步骤1中，按元素摩尔比，fe:cr＝1:1。

3.根据权利要求1所述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，其特征在于，步骤1中，所述铁盐为九水硝酸铁。

4.根据权利要求1所述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，其特征在于，步骤1中，所述铬盐为九水硝酸铬。

5.根据权利要求1所述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，其特征在于，步骤3，将静置产物于100℃烘干，置于封闭瓷舟中，于550℃煅烧2h，升温速率为5℃/min。

6.根据权利要求1所述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，其特征在于，所述铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂fe-cr/fa中，fe-cr金属活性组分的质量分数为8％～12％。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂在热催化脱硝中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：方法如下：将铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂放入工作区，加入适量co作为还原气体，并以n2作为平衡气体，进行高温脱硝。

技术总结
本发明公开了一种铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂及其制备方法和应用，属于热催化脱硝技术领域。首先分别将铁盐和铬盐溶于去离子水中，然后进行混合超声，得到均匀、透明溶液；再在溶液中加入粉煤灰载体进行充分搅拌后，静置老化过夜；最后将静置产物进行烘干、煅烧和研磨，得到所述的铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂Fe‑Cr/FA。本发明提供的铁铬修饰粉煤灰脱硝催化剂，粉煤灰载体可以将氮氧化物吸附在催化剂表层及表层附近，使其与催化剂充分接触，提高催化效率；而且能够使活性金属氧化物在载体的表面均匀分布，使催化剂表面有更多的活性位点，能够在高温区得到较高的脱硝效率，适用于排烟高达550℃以上的燃烧锅炉进行高温脱硝。

技术研发人员：范晓星,孙瑜雪,肖梦媛,闫婷,陶然
受保护的技术使用者：辽宁大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15