[发明专利]用于干法脱除烟气中SO2的催化剂及制备方法与应用

说明书

所属领域

本发明属于干法脱除烟气中SO₂的催化剂及制备方法与应用。

背景技术

SO₂是我国燃煤产物中污染最重的酸性气体，目前工业上常规的脱除方式仍为湿法钙基脱硫，该法在运行过程中耗水量大、产生二次污染物、与现有脱硝技术不匹配等弊端使得干法脱硫成为发展趋势。事实证明，将活性碳直接用于烟气脱硫，在近常温和低空速(＜1000h^-1)下，具有较高的脱除活性[Fuel，1997，76(6)：549-553]，日本开发的MET-Mitsui-BF法[Fuel Processing Technology，2000，65-66，395-405]将活性焦直接用于烟气脱除SO₂，目前已经实现工业化。该法在100-200℃，反应空速400h^-1时具有良好的脱硫活性，但总硫容较低，且由于其反应空速较低使得活性焦的用量大，设备运行成本较高。Ma等[Applied Catalysis B：Environmental，2003，45(4)：301-309]发现将Fe(NO₃)₃溶液浸渍到AC上之后经过高温煅烧制成Fe₂O₃/AC催化剂，在200℃下使AC的脱硫活性有所提高，其[Fuel Processing Technology，2008，89(3)，242-248]及王艳丽等一种同时硫脱硝催化剂及应用方法(专利号：03145680.4)开发的V₂O₅/AC催化剂显著提高了AC对SO₂的吸附能力，在150-200℃具有良好的脱硫脱硝活性，具有广阔的应用前景。但由于Fe₂O₃/AC及V₂O₅/AC催化剂的制备要经过长时间的高温煅烧和氧化过程，使得制备成本较高，且容易造成活性炭基材料比表面、孔结构等物理性质的改变，进而影响其脱硫活性。因此，寻求一种低制备成本、干法、高效脱除烟气SO₂的催化剂具有很强的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备成本低、脱硫活性高的干法脱硫催化剂及制备方法与应用。

本发明的催化剂以VOSO₄溶液为浸渍溶液，载体为活性炭基材料，载体BET比表面积400-1000m²/g。各组分质量百分比为VOSO₄：1％-8％，活性炭基材料：92％-99％。

如上所述的活性炭基材料为活性炭、活性焦或活性碳纤维。

本发明催化剂的制备方法为将VOSO₄溶液等体积浸渍在活性炭基材料上，室温静置1-3h，100-150℃空气中干燥3-8h，即得所需催化剂。

本发明催化剂低温脱硫的操作条件：固定床或移动床反应器、温度40-160℃、常压、反应空速400-4000h^-1。

与活性炭基材料担载金属氧化物的脱硫催化剂相比，本发明具有如下优点：

1.单一溶液浸渍，溶液配制简单。

2.仅需低温干燥即得催化剂，无需长时间的煅烧和氧化过程，既简化了工艺、大幅降低了制备成本，又避免了对活性炭基材料物理性质的破坏。

与活性炭直接脱硫技术相比，本发明具有如下优点：

1.低温吸附SO₂的能力更强。

2.应用的空速范围更广，在400-4000h^-1的范围内脱硫活性较高，有助于减少催化剂的用量，降低运行成本。

3.可应用于移动床或固定床反应器。

总之，与现有技术相比，本发明既大幅提高了活性炭本身低温吸附SO₂的能力，又避免了金属氧化物催化剂制备工艺复杂、制备成本高的问题，具有很好的应用前景。

具体实施方式

实施例一：