[發明專利]一種絡合鐵脫硫催化劑及制備方法

有效

• 申請號: 202011167751.4
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112316983B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 趙傳軍;項裕橋
• 申請（專利權）人: 寧波中科遠東催化工程技術有限公司
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J31/06;B01J23/745;B01J23/75;B01J23/755;B01D53/52;B01D53/86
• 代理公司: 北京知鯤知識產權代理事務所(普通合伙) 11866
• 代理人: 李光平

本發明涉及一種絡合鐵脫硫催化劑及制備方法，屬于氣體凈化領域。脫硫催化劑制備原料包括：絡合劑2.5～9重量份、鐵源1.5～6重量份、改性劑0.01～1.5重量份、穩定劑0.01～1.5重量份以及pH調節劑，鐵源選自異金屬元素M參雜的鐵系雙金屬化合物，M代表Cu、Co和Ni中的一種或多種異金屬元素。該絡合鐵脫硫催化劑制備過程中不需要引入有害陰離子雜質，避免了脫硫設備腐蝕和脫硫廢水處理難度大等問題，且該脫硫催化劑中Fe與異金屬M之間的協同效應提高了催化活性和脫硫效率，脫硫催化劑使用過程中H₂S的脫除效率可保持在99.5%以上，脫硫過程中脫硫催化劑中Fe的損失率低、穩定性好。

技術領域

本發明涉及氣體凈化領域，尤其是涉及一種絡合鐵脫硫催化劑及其制備方法。

背景技術

我國煤氣化、天然氣凈化以及石油開采加工等行業快速發展的同時也產生大量的硫化氫(H₂S)氣體，H₂S具有惡臭且具有毒性，能溶于水腐蝕生產設備，是形成酸雨的主要原因之一。短時間內吸入高濃度H₂S氣體會造成生命危險，低濃度的H₂S會刺激眼、呼吸系統及中樞神經。

絡合鐵法脫硫技術是一種以鐵絡合物為催化劑的濕式氧化還原脫硫技術，由于H₂S氣體的酸性和高溶解性，使用堿液快速吸收H₂S氣體生成HS-；再利用其強還原性，使液相中的HS-被三價鐵絡合物氧化為單質硫；生成的亞鐵絡合物被空氣溶入液相中的溶解氧氧化再生為三價鐵絡合物，從而實現鐵絡合物的循環使用：

H₂S+OH^-→HS^-+H₂O

HS^-+2Fe³⁺(絡合態)→2Fe²⁺(絡合態)+H⁺+S↓

1/2O₂(溶液中)+H₂O+2Fe²⁺(絡合態)→2OH^-+2Fe³⁺(絡合態)

總脫硫反應：

H₂S+1/2O₂→S+H₂O

公告號為CN106925103B的發明專利公布了一種濕式氧化法脫硫化氫用絡合鐵脫硫催化劑及其制備方法，絡合鐵脫硫催化劑包括以下組分：水溶性亞鐵鹽、無機堿、水溶性鈷鹽、有機絡合劑和水，絡合鐵脫硫催化劑組分還包括哌嗪和聚乙二醇。鈷作為氧化催化劑，具有非常強的催化氧化性能，能增強再生過程中氧氣的利用率，加速空氣氧化脫硫催化劑中的絡合亞鐵，降低空氣的用量，增加再生速率。但是隨著濕法脫硫的進行，脫硫液中硫酸根、亞硫酸根、硫代硫酸根、、硫氰酸根、氯離子或者其他陰離子的累積增多，當超過一定濃度范圍時需及時取出一部分脫硫溶液，導致脫硫液中鐵離子的濃度不斷降低，從而降低脫硫性能。另外，氯離子對設備腐蝕嚴重，硫氰酸根離子對后續的廢水處理要求較高，硫酸根離子的積累會導致脫硫系統中會出現硫酸鹽結晶，進一步降低脫硫效率。

有鑒于此，研究一種新型的絡合鐵催化劑是非常必要的，特提出本發明申請。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種絡合鐵脫硫催化劑及制備方法，克服現有技術中絡合鐵脫硫液含有大量有害雜質陰離子導致脫硫設備腐蝕、脫硫廢水處理難度高和脫硫效率低以及脫硫催化劑中Fe離子的損失率高等問題。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：

一種絡合鐵脫硫催化劑，原料包括：絡合劑2.5～9重量份、鐵源1.5～6重量份、改性劑0.01～1.5重量份、穩定劑0.01～1.5重量份和pH調節劑，所述鐵源選自異金屬元素M參雜的鐵系雙金屬氫氧化物。