[发明专利]一种用于镁法脱硫工艺的固相复合型金属催化剂

说明书

技术领域

本发明属于复合型金属催化剂制备技术领域，具体涉及了一种用于镁法脱硫工艺中副产物亚硫酸镁氧化的固相复合型金属催化剂。本发明催化剂通过提高亚硫酸镁的氧化反应速率，从而解决脱硫系统因亚硫酸镁浓度过高而结垢和堵塞的问题，并能有效降低氧化系统的投资和能耗，以及因使用催化剂造成的二次污染问题。

背景技术

SO₂是造成酸雨和灰霾等污染现象的重要前驱物，近年来对我国大气环境造成了巨大危害。镁法脱硫是目前中小型工业锅炉常用的烟气处理工艺，但由于副产物亚硫酸盐的氧化反应相对缓慢，导致脱硫副产物回收工艺的投资和能耗均较高，且亚硫酸盐氧化不充分的现状也易引起系统结垢堵塞、产物品质低、排放液二次污染等问题。

目前解决脱硫系统氧化能力不足的主要手段是加入金属离子催化剂以提高亚硫酸镁的氧化速率。但由于催化剂均以溶液形式加入脱硫浆液，导致应用过程的运行成本较高，且催化剂难回收也将引起脱硫副产品及外排液中出现重金属二次污染现象，催化剂的应用也因此受到了极大的限制。

发明内容

本发明克服了现有液相金属离子催化剂的不足，提供一种用于镁法脱硫工艺的固相复合型金属催化剂。

一种用于镁法脱硫工艺的固相复合型金属催化剂，所述催化剂是将含有金属离子的盐溶于水，并利用钼酸盐使之共沉淀，将沉淀经干燥、烘干、焙烧制备而成的；所述含有金属离子的盐为二价锰盐、二价钴盐、二价铜盐、二价镍盐、三价铁盐和三价铋盐，其中金属离子锰、钴、铜、铋、铁、镍的质量百分比为：（1-5）：（7-20）：（2-10）：（1-5）：（2-10）：1。

所述催化剂中金属离子锰、钴、铜、铋、铁、钼、镍的质量百分比为：（1-5）：（7-20）：（2-10）：（1-5）：（2-10）：（14-60）：1。

所述二价锰盐、二价钴盐、二价铜盐、二价镍盐、三价铁盐和三价铋盐分别为硫酸盐、硝酸盐和氯化物中的一种或一种以上。

所述钼酸盐为钠盐、铵盐和钾盐中的一种或一种以上。

所述干燥的条件为在100℃～120℃下干燥8～12小时。

所述烘干的条件为在200℃～300℃下烘干9～12小时。

所述最后焙烧的条件为在400℃～600℃下焙烧4～8小时。

本发明的催化剂制备过程简单，操作方便。同现有技术相比，本发明具有如下优点：（1）本发明的固相催化剂制备操作条件简单。（2）本发明的固相催化效果较显著，可使亚硫酸镁的氧化速率提高50%以上，可有效应用于氧化镁脱硫工艺氧化系统的优化。（3）本发明的使用不会对脱硫系统造成负面影响，还会因加速氧化反应而促进脱硫反应的正向进行，从而在一定程度上提高脱硫效率。（4）本发明的固相催化剂用量小，易回收，残留少，几乎不会产生二次污染问题，也避免了资源浪费。

附图说明

图1为固相催化剂催化效果图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，列举以下实施例，但其对本发明的范围无任何限制。

催化反应速率的计算方法：

取一定量的催化剂加入至亚硫酸镁氧化反应系统中，每间隔一段时间测定反应器内硫酸根的浓度，以单位时间内硫酸根生成量表示亚硫酸镁的氧化反应速率，可得亚硫酸镁在催化条件下的反应速率。

实施例1 

称取Co(NO₃)₂·6H₂O 1.798g、Cu(NO₃)₂·3H₂O 0.442g、Fe(NO₃)₃·9H₂O 1.265g、Bi(NO₃)₃·5H₂O 0.247g、Mn(NO₃)₂ 0.48ml、Ni(NO₃)₂·6H₂O 0.233g、(NH₄)₃Mo₇O₂₄ ·4H₂O 1.994g，在室温条件下分别溶于20ml去离子水中，依次混合、搅拌，水浴蒸干，120^oC条件下干燥8小时，300^oC条件下烘干9小时，520^oC条件下焙烧5小时，制成固相催化剂。