[發(fā)明專利]生物質(zhì)炭基脫硫催化劑及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011058868.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112206758A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勇軍;尹華強(qiáng);李新;黃昆明;方雪;楚英豪;岑望來(lái);郭家秀;李建軍;羅德明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué);成都達(dá)奇環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J21/18
• 分類號(hào): B01J21/18;B01J35/10;B01J37/08;B01J37/10;B01J35/02;B01D53/86;B01D53/50
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 辜桂芳

本發(fā)明公開(kāi)了生物質(zhì)炭基脫硫催化劑及其制備方法與應(yīng)用。生物質(zhì)炭基脫硫催化劑的抗壓強(qiáng)度大于等于160N/cm，第一周期穿透硫容大于等于200mg/g，碘吸附值大于等于1000mg/g。制備方法包括以下步驟：(1)在惰性氣氛保護(hù)下，將生物質(zhì)原料在500?600℃下熱處理2?3h，得到炭粉；(2)將由炭粉、粘接劑和分散劑構(gòu)成的混合物進(jìn)行造粒，得到第一前體；(2)在惰性氣氛保護(hù)下，將第一前體在500?700℃下熱處理2?6h，得到第二前體；(3)在含有活化氣體的氣氛中，將第二前體在800?900℃下熱處理2?6h，即得到生物質(zhì)炭基脫硫催化劑。本發(fā)明通過(guò)特殊且簡(jiǎn)單的工藝以及工藝參數(shù)，制備得到了兼具高脫硫活性和高抗壓強(qiáng)度的生物質(zhì)炭基脫硫催化劑，成本低，使用壽命長(zhǎng)，因此具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水及廢氣脫硫的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及生物質(zhì)炭基脫硫催化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，相較于石灰石-石膏脫硫法，采用多孔碳材料作為脫硫催化劑進(jìn)行脫硫的脫硫方法因可獲得高品質(zhì)硫酸副產(chǎn)品而備受關(guān)注。這種新型的脫硫方法利用多孔碳材料的納米孔隙結(jié)構(gòu)將二氧化硫吸附并催化氧化為三氧化硫，吸附飽和后的多孔碳材料經(jīng)過(guò)水洗滌、稀硫酸洗滌或加熱后，一方面使多孔碳材料恢復(fù)催化活性，另一方面洗滌液雜質(zhì)含量少，可以作為硫酸副產(chǎn)品使用。

在煙氣脫硫中，多孔碳材料通常被裝填在固定床反應(yīng)器中使用，煙氣在穿過(guò)固定床反應(yīng)器的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)脫硫。為了提升多孔碳材料的脫硫效率，一種有效的方式是提升多孔碳材料孔隙的發(fā)達(dá)程度；同時(shí)，為了延長(zhǎng)多孔碳材料的壽命，一種有效的方式是提升多孔碳材料的抗壓強(qiáng)度。然而，孔隙的發(fā)達(dá)程度和抗壓強(qiáng)度的大小往往呈負(fù)相關(guān)，即孔隙越發(fā)達(dá)，雖然脫硫效率提升，但是抗壓強(qiáng)度卻很小。為了獲得較高的脫硫效率，通常會(huì)犧牲抗壓強(qiáng)度。例如，現(xiàn)有的多孔碳材料的抗壓強(qiáng)度通常小于160N/cm，雖然能夠獲得較好的脫硫效率，但是由于抗壓強(qiáng)度較小，在脫硫時(shí)需要頻繁更換。

因此，急需一種既具有高抗壓強(qiáng)度，又具有高脫硫活性的多孔炭，以保證多孔碳材料脫硫效率的同時(shí)，又能具備較長(zhǎng)的壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供生物質(zhì)炭基脫硫催化劑及其制備方法和應(yīng)用，以解決現(xiàn)有技術(shù)中脫硫效率低以及使用壽命短的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了生物質(zhì)炭基脫硫催化劑。所述的生物質(zhì)炭基脫硫催化劑的抗壓強(qiáng)度大于等于160N/cm，第一周期穿透硫容大于等于200mg/g，碘吸附值大于等于1000mg/g。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了生物質(zhì)炭基脫硫催化劑的制備方法。所述的生物質(zhì)炭基脫硫催化劑的抗壓強(qiáng)度大于等于160N/cm，第一周期穿透硫容大于等于200mg/g，碘吸附值大于等于1000mg/g，制備方法包括以下步驟：

(1)在惰性氣氛保護(hù)下，將生物質(zhì)原料在500-600℃下熱處理2-3h；冷卻后進(jìn)行磨粉處理得到炭粉；

(2)將由炭粉、粘接劑和分散劑構(gòu)成的混合物進(jìn)行造粒，得到第一前體；

(2)在惰性氣氛保護(hù)下，將所述第一前體在500-700℃下熱處理2-6h，得到第二前體；

(3)在含有活化氣體的氣氛中，將第二前體在800-900℃下熱處理2-6h，即得到生物質(zhì)炭基脫硫催化劑。

進(jìn)一步地是，炭粉的粒度≤75μm。

進(jìn)一步地是，所述造粒包括捏合和擠壓成型，獲得的第一前體的形狀為柱狀，橫截面的直徑為2-6mm，長(zhǎng)度為4-15mm。

進(jìn)一步地是，所述的粘接劑為煤焦油；分散劑為水。

進(jìn)一步地是，所述混合物中炭粉、煤焦油、水的質(zhì)量比為(2-4)：1：(0.1-2)。

進(jìn)一步地是，所述的煤焦油為瀝青的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥50％的高溫煤焦油。