含铝污泥合成制造技术

本发明专利技术公开了一种含铝污泥合成

【技术实现步骤摘要】
含铝污泥合成Sluge
‑
Al
‑
MOF脱硝协同脱汞催化剂的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于废弃物含铝污泥再利用和烟气脱硝脱汞
，具体涉及含铝污泥合成
Sluge
‑
Al
‑
MOF
脱硝协同脱汞催化剂的制备方法及应用
。

技术介绍

[0002]火力发电是我国电力发展的主力军，每年消耗原煤约
21.5
亿吨，其中燃煤电厂煤耗量占
70
％左右
。
煤中元素种类繁多
(C、H、O、N、S、Hg0)
，因此其在燃烧过程中会产生粉尘
、NO
x
、SO
x
、Hg0、CO2等污染物，这些污染物对大气环境造成巨大压力的同时，也严重危害着人类的身体健康
。
燃煤电厂作为高耗煤量的主要场所，多年来主要以烟尘和
SO2为主对其燃烧产生的大气污染物进行治理，然而随着环境形势愈加严峻，我国针对氮氧化物
、
汞等污染物的控制也有了更加严格的要求
。
[0003]在脱汞方面，目前燃煤电厂中脱汞技术可以分为燃烧前脱汞
、
燃烧中脱汞以及燃烧后烟气脱汞三种，其中以燃烧后脱汞技术的研究最为广泛
。
燃煤烟气中的汞主要以颗粒汞
、
气态二价汞和单质汞三种形式存在
。
研究表明，燃煤烟气中三种形态中的汞相对百分比含量分别为
56
％
、34
％和
10
％，燃煤烟气中单质汞为主要形态，易挥发且难溶，是燃煤汞污染的重点
。
目前烟气脱汞技术主要包括吸附剂脱汞技术
、SCR
催化氧化技术
、
光催化技术等，吸附法是目前研究比较多的一种燃煤烟气脱汞方法，常用的高效吸附剂有活性炭
、
飞灰
、
钙基吸附剂等，一般普通活性炭脱汞率并不理想，并且操作成本过高，严重影响着该项技术的应用
。
[0004]在脱硝方面，工业上应用较为成熟的烟气脱硝技术是选择性催化还原技术
(SCR)
，其原理是利用还原剂
(
氨气
、CO
或碳氢化合物等
)
在催化剂作用下，选择性地与
NOx
反应生成
N2和
H2O。
同时，大量研究表明，
SCR
脱硝系统在促进
NO
x
还原的同时，对
Hg0也有一定的氧化作用
。
现有技术中，氨法脱硝技术由于具有脱硝率高
、
操作简便
、
运行成本低以及无二次污染的优势，是目前唯一可以工业化的
SCR
脱硝技术
。SCR
脱硝技术的核心是催化剂，目前钒钛型催化剂是工业上应用最广泛
、
活性较高的催化剂，虽然其具有优异的催化活性及应用潜力，但仍存在一些明显缺点：
(1)
钒具有生物毒性，存在安全风险；
(2)
温度窗口过高，反应机理不明确；
(3)
同一温度条件下不能高效满足
NO
还原和
Hg0氧化
。
[0005]将
NO
x
和
Hg0集中治理，对于末端治理升级改造
、
能源和空间效率有促进作用，这一策略不仅是技术与经济上的合理选择，也是多污染物同步控制技术发展的重要方向
。
然而，考虑到
SCR
脱硝技术在用于烟气脱硝时对
Hg0的氧化脱除率较低，难以达到环保要求，且其使用的催化剂活性组分需要负载在载体上，通常使用的载体为二氧化钛
、
二氧化硅以及活性炭等，该类催化剂容易导致中毒
、
再生难度高且合成成本高，从而难以进行工业化应用等问题，严重制约着传统钒基催化剂在
NOx
和
Hg0同时去除过程中的实际应用
。
因此，亟需开发一种材料来源广泛
、
无污染且可以同时满足高效脱硝和脱汞的催化剂以应用于
SCR
催化技术
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种含铝污泥合成
Sluge
‑
Al
‑
MOF
脱硝协同脱汞催化剂的制备方法及应用，制备出的
Sluge
‑
Al
‑
MOF
催化剂脱汞脱硝效率高
、
反应温度低且温度窗口宽
、
耐受时间长
、
成本低廉
、
循环利用次数高
、
产物不产生二次污染，能够达到工业化应用要求
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种含铝污泥合成
Sluge
‑
Al
‑
MOF
脱硝协同脱汞催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一
、
将含铝污泥依次进行脱水
、
热处理干燥后，进行粉碎处理，得到含铝污泥颗粒；
[0009]步骤二
、
将所述步骤一中得到的含铝污泥颗粒溶解于氯化剂溶液中，并进行剪切搅拌，混合均匀后，送入惰性气氛中进行焙烧，得到氯化颗粒污泥；
[0010]步骤三
、
将所述步骤二中的氯化颗粒污泥作为底物，溶解于去离子水中，得到溶液一；
[0011]步骤四
、
取对苯二甲酸作为有机配体溶解于
DMF
和乙醇中，得到溶液二；
[0012]步骤五
、
将所述步骤三中的溶液一和所述步骤四中的溶液二混合，并在超声剪切条件下反应，得到均匀分散且颗粒大小一致的混合液；
[0013]步骤六
、
将所述步骤五中的混合液进行固液分离，将得到的固体使用
DMF
和乙醇洗涤
、
离心后，采用冷冻干燥技术进行活化，最终进行研磨过筛后得到含铝污泥
Sluge
‑
Al
‑
MOF
脱硝协同脱汞催化剂
。
[0014]进一步地，所述步骤一中的热处理在马弗炉中进行，所述热处理的温度为
80
‑
200℃
，所述粉碎在球磨机中进行
。
[0015]进一步地，所述步骤二中的氯化剂为溶液为
HCl
溶液和
/
或
NH4Cl
溶液，所述步骤二中的剪切搅拌在剪切反应釜中进行，剪切转速为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含铝污泥合成
Sluge
‑
Al
‑
MOF
脱硝协同脱汞催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一
、
将含铝污泥依次进行脱水
、
热处理干燥后，进行粉碎处理，得到含铝污泥颗粒；步骤二
、
将所述步骤一中得到的含铝污泥颗粒溶解于氯化剂溶液中，并进行剪切搅拌，混合均匀后，送入惰性气氛中进行焙烧，得到氯化颗粒污泥；步骤三
、
将所述步骤二中的氯化颗粒污泥作为底物，溶解于去离子水中，得到溶液一；步骤四
、
取对苯二甲酸作为有机配体溶解于
DMF
和乙醇中，得到溶液二；步骤五
、
将所述步骤三中的溶液一和所述步骤四中的溶液二混合，并在超声剪切条件下反应，得到均匀分散且颗粒大小一致的混合液；步骤六
、
将所述步骤五中的混合液进行固液分离，将得到的固体使用
DMF
和乙醇洗涤
、
离心后，采用冷冻干燥技术进行活化，最终进行研磨过筛后得到含铝污泥
Sluge
‑
Al
‑
MOF
脱硝协同脱汞催化剂
。2.
按照权利要求1所述的一种含铝污泥合成
Sluge
‑
Al
‑
MOF
脱硝协同脱汞催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的热处理在马弗炉中进行，所述热处理的温度为
80
‑
200℃
，所述粉碎在球磨机中进行
。3.
按照权利要求1所述的一种含铝污泥合成
Sluge
‑
Al
‑
MOF
脱硝协同脱汞催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的氯化剂为溶液为
HCl
溶液和
/
或
NH4Cl
溶液，所述步骤二中的剪切搅拌在剪切反应釜中进行，剪切转速为
20
‑
60r/min、
剪切时间为5‑
20min。4.
按照权利要求3所述的一种含铝污泥合成
Sluge
‑
Al
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MOF
脱硝协同脱汞催化剂的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒浩，史启元，刘玉玲，贾阳，付家驹，罗鑫增，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：