[发明专利]一种高活性烟气脱硫催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种高活性烟气脱硫催化剂，包括含硅氧化铝载体、活性金属和碳；以催化剂重量为基准，活性金属重量以氧化物计为5wt%-20wt%，碳以元素计为1wt%-15wt%，含硅氧化铝载体为70wt%~93wt%；以含硅氧化铝载体重量为基准，二氧化硅含量为1wt%~10wt%；其中活性金属选自Co、Ni、Mo、W、Fe、Cu、Mn、Zn、La、Ce中的一种或几种；比表面为160-300m²/g，孔容为0.4-1.2mL/g；所述的高活性烟气脱硫催化剂的制备方法，包括如下内容：（1）将炭黑粉加入到含有硅源的乙醇溶液中，在超声分散条件下混合均匀，固液分离，固相进行干燥处理，得到硅源改性的炭黑粉；（2）将步骤（1）得到的炭黑粉、拟薄水铝石干胶粉、助挤剂、胶溶剂和水混捏挤出成型，然后在无氧气氛中高温处理，含氧气氛中焙烧，得到含硅氧化铝载体；（3）配制至少两种不同浓度的多元醇和/或单糖水溶液，按照浓度由高到低的顺序喷浸在含硅氧化铝载体上，使得多元醇和/或单糖的浓度在含硅氧化铝载体上形成由外向内呈由低到高的梯度分布；（4）将浸渍后的载体在密封容器内进行水热炭化处理，干燥处理；（5）用活性金属浸渍液浸渍步骤（4）得到的载体，干燥，然后无氧高温处理，得到烟气脱硫催化剂。

2.按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于：碳含量满足以下条件：距离催化剂颗粒横截面中心1/4R处的碳含量与催化剂颗粒横截面中心的碳含量比为60%-80%，距离催化剂颗粒横截面中心1/2R处碳含量与催化剂颗粒横截面中心碳含量比为40%-60%，距离催化剂颗粒横截面中心3/4R处碳含量与催化剂颗粒横截面中心碳含量比为20%-40%，横截面最外缘上任意一点的碳含量与催化剂颗粒横截面中心碳含量比5%-20%，R为催化剂颗粒横截面中心与横截面最外缘上任意一点之间线段的距离。

3.一种权利要求1或2所述的高活性烟气脱硫催化剂的制备方法，其特征在于包括如下内容：（1）将炭黑粉加入到含有硅源的乙醇溶液中，在超声分散条件下混合均匀，固液分离，固相进行干燥处理，得到硅源改性的炭黑粉；（2）将步骤（1）得到的炭黑粉、拟薄水铝石干胶粉、助挤剂、胶溶剂和水混捏挤出成型，然后在无氧气氛中高温处理，含氧气氛中焙烧，得到含硅氧化铝载体；（3）配制至少两种不同浓度的多元醇和/或单糖水溶液，按照浓度由高到低的顺序喷浸在含硅氧化铝载体上，使得多元醇和/或单糖的浓度在含硅氧化铝载体上形成由外向内呈由低到高的梯度分布；（4）将浸渍后的载体在密封容器内进行水热炭化处理，干燥处理；（5）用活性金属浸渍液浸渍步骤（4）得到的载体，干燥，然后无氧高温处理，得到烟气脱硫催化剂。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的炭黑粉与含硅源的乙醇溶液的固液质量比为1：5~1：30。

5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的硅源以二氧化硅计与炭黑粉的质量比为5：1～1：1。

6.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的超声分散条件为：超声分散的能量密度为0.2~4kW/L，超声分散温度为15~80℃，超声分散时间为0.5~10小时。

7.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的硅源改性的炭黑粉的加入量以炭黑粉重量计为5%~20%，以拟薄水铝石干胶粉重量为基准。

8.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的无氧气氛为惰性气氛、N₂、CO或CO₂气氛中的一种或几种，无氧气氛高温处理温度为350~450℃，处理时间为2~8小时。

9.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的含氧气氛为空气、氧气与氮气的混合物或氧气与惰性气体的混合物中的一种，氧气在气相中的体积分数为20%~40%；所述的焙烧温度为350～800℃，焙烧时间为2～8小时。