[發明專利]一種用于SO2制備硫磺催化劑的活化和再生方法

在審

• 申請號: 201710480487.1
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107138181A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 李春山;陳洪楠;左村村;葛亭亭;張鎖江
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J38/02
• 分類號: B01J38/02;B01J38/14;B01J38/20;B01J38/48;B01J23/94;B01J27/28
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明涉及一種催化劑的活化和再生方法，具體來說是一種用于SO₂制備硫磺催化劑的活化和再生方法。

技術背景

中國是全球最大的硫污染來源地，二氧化硫排放量連續多年持續增長，其中火電廠排放的二氧化硫占總量的一半，全國一半的城市人口呼吸著嚴重污染的空氣，許多地方的土地被酸雨侵蝕。最近幾年我國北方大部分地區霧霾嚴重，霧霾中含有超標的硫化物，對人體的健康造成極大的傷害。

全國90％的二氧化硫是由燃煤排放的，鍋爐煙氣含有的硫是硫污染的最大來源。雖然這些企業有專用的設備脫除大部分的二氧化硫，但是煙氣殘余的二氧化硫排入大氣對環境的影響依舊很大，累積起來對大氣污染日益嚴重。

以單質硫形態存在的硫元素在國民經濟生產中卻占據著舉足重輕的地位，在染料、橡膠、造紙、軍工等行業硫磺已成為主要的生產原料，而且由于我國硫磺礦藏匱乏，每年都需要花費巨額外匯進口硫磺。面對這樣的局面我們無法否認只有將有害硫變為有益硫，將煙氣中SO₂變為可利用的資源硫磺才會徹底解決我國在硫資源方面的利用問題。因此，把煙氣中的SO₂選擇性的還原為單質硫將是一種具有廣闊市場前景、既具有經濟效益又具有社會效益，且適合我國國情的煙氣脫硫方法。

目前許多國內外專家學者也已經在從事脫硫基礎與技術研究方面做出了巨大努力，認為最佳的處理高濃度SO₂方法是將SO₂選擇性還原為單質S。二氧化硫煙氣制硫磺技術主要有直接還原法和間接還原法2種。直接還原法根據所用的還原劑的不同，可分為H₂還原法、炭還原法、烴類(主要是CH₄)還原法、CO還原法、NH₃還原法。其他方法也由于各種原因，難以實現工業化。已經實現工業化的有氫氣還原法和高溫甲烷還原法，但是H₂的來源運輸和儲存都不太方便，可操作性差，而高溫甲烷還原工藝中天然氣和氧氣的消耗量巨大。

目前，關于SO₂制備硫磺方面催化劑的研究很多，例如胡大為等人對系列過渡金屬硫化物催化劑上CO還原SO₂的反應進行了研究，寸文娟等人研究了負載于γ-Al₂O₃上的Fe、Co、Ni與Mo形成的雙組分過渡金屬氧化物上CO對SO₂的催化還原，王世忠等研究了多種稀土金屬氧化物負載于γ-Al₂O₃上催化還原SO₂的性能，天津大學研究了不同載體MgO,α-Al₂O₃，γ-Al₂O₃，Ce-γ-Al₂O₃負載Fe催化劑上CO還原SO₂的反應。國外也有好多科學家研究該反應的催化劑，如Moody采用Ru/A1₂O₃作催化劑對該反應進行研究，Boswell等人用Fe系金屬(Fe、Co、Ni)擔載在石棉、硅藻土、多孔磚類等多孔類物質上作為催化劑來考察H₂還原SO₂的反應，Liu研究Ni/CeO₂和Cu/CeO₂在500℃時該反應單質硫的產率在95％以上，Mulligan等人用純晶體MoS₂，WS，FeS和負載型MoS₂/A1₂O₃進行研究。總之，對于SO₂制備硫磺的催化劑研究很多，對于催化劑的活化再生研究卻很少，如CN105618161A介紹的是脫氫用催化劑的活化再生，CN101422740A講的是失活的Pd/C催化劑的活化方法，關于催化劑再生的專利和文獻大多也都是加氫催化劑的再生以及貴金屬催化劑的再生，大多的催化劑也是不含硫化物的。

發明內容

基于現有催化劑的活化再生方法以及技術中存在的上述問題，特提供一種新的SO₂制備硫磺催化劑的活化和再生方法。