一种利用电镀污泥制备溶胶-凝胶型燃煤催化剂的方法技术

本发明专利技术属于固废处理及燃煤催化剂制备技术领域，公开了一种利用电镀污泥制备溶胶

【技术实现步骤摘要】
一种利用电镀污泥制备溶胶
‑
凝胶型燃煤催化剂的方法


[0001]本专利技术属于固废处理及燃煤催化剂制备
，具体涉及一种利用电镀污泥制备溶胶
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凝胶型燃煤催化剂的方法。

技术介绍

[0002]煤炭是我国的主体能源和重要的化工原料，而其又为不可再生资源。随着我国工业制造的迅速发展，我国已成为煤炭消费大国，煤炭的大量使用，一方面，面临着能源的日渐枯竭困境；另一方面，由于煤炭的燃烧排放了大量污染气体，破坏了大气环境。因此如何在煤炭燃烧过程中高效利用资源及减少环境污染具有极其重要的研究意义。
[0003]为达到煤炭的高效利用，除了对燃煤设备及工艺进行优化迭代之外，添加燃煤催化剂是最为有效的措施。采用燃煤催化剂可以改变煤粉的燃烧特性，同时还可脱硫脱氮，达到降低污染排放物的作用。
[0004]燃煤催化剂常用的活性组分主要是过渡金属元素，以Fe、Cu、Ni最为常见，还有稀土元素等。一般还会添加碱金属、碱土金属等作为辅助催化剂。此外，为了提高催化剂的分散性，还将使用表面活性剂，如乳化剂、辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠或烷基磺酸钠、聚氧乙烯醚、硫磺酸、十二烯、二甲基亚砜、CAB椰油酰胺丙基甜菜碱等，或者有机溶剂如煤油、煤液化油、焦油、聚氧乙烯蓖麻油等。
[0005]有相关专利采用纯化学试剂作为活性组分制备成溶液型催化剂。专利CN 103103006A利用氯化亚铁、氯化钾、氯化钙、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、亚甲基二萘磺酸钠制备而成的催化剂溶液。通过电气石的活化处理，催化剂功效进一步提高，节煤和固硫效果显著。专利CN 1042934120 A公开了一种脱硫、除尘、煤炭燃烧促进剂的制备方法，利用硝酸钾、硝酸铝、碳酸钙、高锰酸钾、可溶性淀粉、氯化铁、甜菜碱混合均匀，即得煤碳脱硫、除尘、煤炭燃烧促进剂。专利CN 104293411 A公开了使用硝酸镧、硝酸铜、硝酸铁、月桂基聚氧乙烯醚、甲基三甲氧基硅烷、水溶解后混合均匀，即得黏稠液体为煤炭燃烧催化剂。虽然采用纯化学试剂制备而成的催化剂催化性能表现较好，但是存在着催化剂活性组分容易团聚长大，不易浓缩，且在存放过程中容易析出影响催化效率，及原料成本较高等问题。为了降低原料成本，有相关专利用废液制备燃煤催化剂。专利CN 101838573 B使用化学电镀废液、电解铝废渣滤液、锌矿厂废液、复合轻稀土、非离子表面活性剂复配组成催化剂。该专利技术的产品加入到煤炭中后，通过氧弹法测试煤炭热值的变化，能够达到节煤、减少污染物排放的效果。专利CN 108659910 A公开了一种煤炭燃烧催化剂，所属组分主要含有硫酸亚铁、复合轻稀土、离子表面活性剂、镍盐、乳化剂、电解质废液。将催化剂和煤炭混合起来，由于轻稀土、镍盐和硫酸亚铁具有一定的催化作用，使得煤炭在燃烧时降低了对于碳原子的活化能，提高了煤炭的燃烧速度，并起到对于废气物质的循环回收利用，降低重金属对于环境的污染。虽然利用废液制备催化剂可实现资源化利用，一定程度上减少原料成本，但是废液中化学成分复杂、含有大量的有机质成分可能对催化活性有所影响，同时也没解决溶液型催化剂不稳定易团聚析出的问题。
[0006]有相关专利将碱土金属、过渡金属盐类负载在天然粘土矿物(如天然沸石、铝土、蒙脱土等)之中，可以制备成具有一定性能的燃煤催化剂。专利CN 106439C公开了一种利用天然沸石、FeSO4、Cu(NO3)2、H2GeO3饱和溶液制备而成的催化剂，可提高煤燃烧效率并有效减少有害气体排放量。专利CN 107362831 A利用生石灰、铝土、氯化铁、氯化钙、电气石粉、乙醇胺、表面活性剂、氧化稀土、氯化稀土和水组成的煤炭燃烧催化剂，提高煤炭燃烧效率降低污染物排放，以实现煤炭清洁燃烧。采用此类负载方法虽然可以充分利用过渡金属、碱土金属等活性组分，实现活性组分的稳定化，但是天然矿物燃烧不充分，增加了灰分，降低了催化剂效率。此外，为了降低原料成本，也有相关专利利用工业固废制备催化剂。专利CN107362831A公开了一种利用针状焦、煤焦油、二甲苯、醇类、电石渣、铁渣、硝酸盐、锰化合物等成分制备的催化剂，在使用时通过降低碳氧化反应的活化能，提高煤的燃烧温度，并减少SO2、NOx的排放量，达到清洁燃烧的目的。专利CN 104178240 A公开了一种利用高铁固废制备燃煤催化剂的方法，将含铁量≥20％的高铁固废，经细磨筛选后，再利用钙基浆液改性后干燥制成催化剂成品。与现有技术相比，其能够利用钙基浆体改性高铁固废，利用气流粉碎技术将其干燥分散，固体颗粒球磨技术实现催化剂与煤粉的紧密负载，以此实现高铁固废作为煤粉催化剂进行使用。直接采用固废制备催化剂，虽然可制备出有一定性能的催化剂，但是催化活性组分往往不足，导致催化剂用量较大，同时易增大燃烧的灰分量。因此寻找一种经济高效的燃煤催化剂的制备方法对工业应用具有极大的社会价值和环境效益。

技术实现思路

[0007]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种利用电镀污泥制备溶胶
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凝胶型燃煤催化剂的方法。本专利技术方法其一可利用工业废物制备催化剂降低了催化剂的生产成本，其二制备的催化剂为均一的溶胶凝胶型产品，较传统的溶液型催化剂，降低了运输成本，避免了有效成分析出失效的问题，其三催化剂可以降低煤粉燃烧温度，减少了污染物的排放，实现一定的环保效益。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的溶胶
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凝胶型燃煤催化剂。
[0009]本专利技术的再一目的在于提供上述溶胶
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凝胶型燃煤催化剂的使用方法。
[0010]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0011]一种利用电镀污泥制备溶胶
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凝胶型燃煤催化剂的方法，包括如下制备步骤：
[0012](1)将电镀污泥经烘干、研磨过筛后添加无机酸进行酸浸处理，获得电镀污泥酸浸液；
[0013](2)将步骤(1)所得电镀污泥酸浸液用水稀释，然后添加碱溶液进行pH调节，获得燃煤催化剂初始溶液；
[0014](3)往步骤(2)获得的燃煤催化剂初始溶液中添加一定量的络合剂，充分混合均匀，然后蒸发浓缩至溶液呈胶体状，得到Sol
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Gel型燃煤催化剂。
[0015]进一步地，步骤(1)中所述电镀污泥的种类包含但不局限于含铁、铜、镍中至少一种元素的电镀污泥。
[0016]进一步地，步骤(1)中所述研磨过筛是指过200目筛。
[0017]进一步地，步骤(1)中所述无机酸的种类包含但不局限于盐酸、硝酸、硫酸等。
[0018]进一步地，步骤(1)中所述酸浸处理辅助加热、超声等手段，促进电镀污泥中金属的浸出。
[0019]进一步地，步骤(2)中所述碱溶液包含但不局限于氢氧化钾、氢氧化钠溶液等。
[0020]进一步地，步骤(2)中所述pH调节是指调节pH值为5～8。
[0021]进一步地，步骤(3)中所述络合剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用电镀污泥制备溶胶
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凝胶型燃煤催化剂的方法，其特征在于，包括如下制备步骤：(1)将电镀污泥经烘干、研磨过筛后添加无机酸进行酸浸处理，获得电镀污泥酸浸液；(2)将步骤(1)所得电镀污泥酸浸液用水稀释，然后添加碱溶液进行pH调节，获得燃煤催化剂初始溶液；(3)往步骤(2)获得的燃煤催化剂初始溶液中添加一定量的络合剂，充分混合均匀，然后蒸发浓缩至溶液呈胶体状，得到Sol
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Gel型燃煤催化剂。2.根据权利要求1所述的一种利用电镀污泥制备溶胶
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凝胶型燃煤催化剂的方法，其特征在于，步骤(1)中所述电镀污泥为含铁、铜、镍中至少一种元素的电镀污泥。3.根据权利要求1所述的一种利用电镀污泥制备溶胶
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凝胶型燃煤催化剂的方法，其特征在于，步骤(1)中所述研磨过筛是指过200目筛。4.根据权利要求1所述的一种利用电镀污泥制备溶胶
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凝胶型燃煤催化剂的方法，其特征在于，步骤(1)中所述无机酸为盐酸、硝酸或硫酸。5.根据权利要求1所述的一种利用电镀污泥制备溶胶
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凝胶型燃煤催化剂的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯春全，周晨燕，刘芬亮，吴明辉，
申请(专利权)人：纽博恩佛山科技有限公司，
类型：发明
国别省市：