[发明专利]一种高活性烟气脱硫催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种高活性烟气脱硫催化剂及其制备方法，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%；比表面为160‑300m²/g，孔容为0.4‑1.2ml/g。制备方法如下：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，在密封容器内进行水热炭化处理，干燥，浸渍活性组分，干燥，无氧高温处理，得到烟气脱硫催化剂。本发明催化剂中的碳含量呈梯度分布，活性组分容易完全硫化，显著提高了催化剂的脱硫活性，催化剂强度高，能够稳定长期运转。

技术领域

本发明涉及一种高活性烟气脱硫催化剂及其制备方法。

背景技术

SO₂是主要大气污染物，是酸雨形成的主要原因，严重污染环境，对人体危害严重，燃煤烟气排放是SO₂的主要来源。传统的烟气脱硫是湿法脱硫，此法工艺复杂，投资费用大，且产生二次污染，干法脱硫工艺简单，但脱硫率较低，催化脱硫使干法脱硫效率大大提高。

烟气中SO₂催化还原技术是目前国际上先进的烟气脱硫技术，可应用于燃煤或燃油锅炉烟气的脱硫，具有运行费用低，副产物(硫磺)可利用等优点。将SO₂从烟气中直接催化还原为硫磺，与传统的脱硫工艺相比，缩短了流程，简化了工艺，并且还提高了脱硫效果，可将脱硫与硫磺资源利用相结合。

催化还原脱硫所用的还原剂主要有CH₄，CO和H₂等气体。目前最为常见的催化剂一般是以氧化铝、二氧化铈、二氧化硅、二氧化钛等为载体，以Co、Ni、Mo、W、Fe、Cu、Zn等过渡金属、稀土氧化物及其硫化物为活性组分的负载型催化剂。活性组分采用浸渍或混捏的方法负载到载体上，然后经过干燥、焙烧制得催化剂。在焙烧过程中，活性金属组分容易与氧化铝载体发生作用形成很强的M-O-Al键，导致活性组分形成尖晶石相而失去活性，或者活性组分无法完全硫化从而降低催化剂活性。

CN1298755A公开了一种用于处理废气中二氧化硫的催化剂及其应用方法，催化剂的各组份重量比为活性焦80-98%，Co1-10%，Mo1-10%。催化剂经硫化处理后，用于氢气选择性催化还原SO₂为单质硫，反应温度为250-400℃，H₂/SO₂摩尔比为2：1-4：1，可获得85%的硫产率。但该方法制备的催化剂不同活性组分间相互作用形成了新的化合物，不利于活性组分在载体上均匀分散和活性进一步提高，另外，硫磺产率也有待于提高。

CN102962064A公开了一种γ型氧化铝负载金属氧化物催化剂、制备方法及其应用。该γ型氧化铝催化剂具有可调的孔结构、比表面积大、吸附性能好、机械强度高、表面具有酸性和热稳定性好等优点。该催化剂用于烟气同时脱硫脱硝，采用CO作为还原剂，对烟气中含有的一氧化氮和二氧化硫进行催化还原， 具体地说在流化催化裂化FCC烟气、电站锅炉的烟气处理领域中。但也存在着活性组分与载体间相互作用强，不利于活性组分在载体上均匀分散，硫化以及活性进一步提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高活性烟气脱硫催化剂及其制备方法，本发明催化剂中的碳含量呈梯度分布，催化剂外部活性组分与载体作用相对较强，内部活性组分与载体作用相对较弱，活性组分容易完全硫化，显著提高了催化剂脱硫活性，同时催化剂强度高，适合长期稳定运转。