[發明專利]用于干法脫除煙氣中SO2的催化劑及制備方法與應用

無效

• 申請號: 201110307520.3
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN102423711A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 黃張根;景文;侯亞芹;韓小金;郭士杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: B01J27/053
• 分類號: B01J27/053;B01D53/86;B01D53/50;B01D53/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

所屬領域

本發明屬于干法脫除煙氣中SO₂的催化劑及制備方法與應用。

背景技術

SO₂是我國燃煤產物中污染最重的酸性氣體，目前工業上常規的脫除方式仍為濕法鈣基脫硫，該法在運行過程中耗水量大、產生二次污染物、與現有脫硝技術不匹配等弊端使得干法脫硫成為發展趨勢。事實證明，將活性碳直接用于煙氣脫硫，在近常溫和低空速(＜1000h^-1)下，具有較高的脫除活性[Fuel，1997，76(6)：549-553]，日本開發的MET-Mitsui-BF法[Fuel?Processing?Technology，2000，65-66，395-405]將活性焦直接用于煙氣脫除SO₂，目前已經實現工業化。該法在100-200℃，反應空速400h^-1時具有良好的脫硫活性，但總硫容較低，且由于其反應空速較低使得活性焦的用量大，設備運行成本較高。Ma等[Applied?Catalysis?B：Environmental，2003，45(4)：301-309]發現將Fe(NO₃)₃溶液浸漬到AC上之后經過高溫煅燒制成Fe₂O₃/AC催化劑，在200℃下使AC的脫硫活性有所提高，其[Fuel?Processing?Technology，2008，89(3)，242-248]及王艷麗等一種同時硫脫硝催化劑及應用方法(專利號：03145680.4)開發的V₂O₅/AC催化劑顯著提高了AC對SO₂的吸附能力，在150-200℃具有良好的脫硫脫硝活性，具有廣闊的應用前景。但由于Fe₂O₃/AC及V₂O₅/AC催化劑的制備要經過長時間的高溫煅燒和氧化過程，使得制備成本較高，且容易造成活性炭基材料比表面、孔結構等物理性質的改變，進而影響其脫硫活性。因此，尋求一種低制備成本、干法、高效脫除煙氣SO₂的催化劑具有很強的實用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備成本低、脫硫活性高的干法脫硫催化劑及制備方法與應用。

本發明的催化劑以VOSO₄溶液為浸漬溶液，載體為活性炭基材料，載體BET比表面積400-1000m²/g。各組分質量百分比為VOSO₄：1％-8％，活性炭基材料：92％-99％。

如上所述的活性炭基材料為活性炭、活性焦或活性碳纖維。

本發明催化劑的制備方法為將VOSO₄溶液等體積浸漬在活性炭基材料上，室溫靜置1-3h，100-150℃空氣中干燥3-8h，即得所需催化劑。

本發明催化劑低溫脫硫的操作條件：固定床或移動床反應器、溫度40-160℃、常壓、反應空速400-4000h^-1。

與活性炭基材料擔載金屬氧化物的脫硫催化劑相比，本發明具有如下優點：

1.單一溶液浸漬，溶液配制簡單。

2.僅需低溫干燥即得催化劑，無需長時間的煅燒和氧化過程，既簡化了工藝、大幅降低了制備成本，又避免了對活性炭基材料物理性質的破壞。

與活性炭直接脫硫技術相比，本發明具有如下優點：

1.低溫吸附SO₂的能力更強。

2.應用的空速范圍更廣，在400-4000h^-1的范圍內脫硫活性較高，有助于減少催化劑的用量，降低運行成本。

3.可應用于移動床或固定床反應器。

總之，與現有技術相比，本發明既大幅提高了活性炭本身低溫吸附SO₂的能力，又避免了金屬氧化物催化劑制備工藝復雜、制備成本高的問題，具有很好的應用前景。

具體實施方式

實施例一：