[发明专利]一种脱硫催化剂的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种脱硫催化剂的制备方法，所述方法是以煤矸石为原料，经过煅烧、水蒸气活化、扩孔、碳骨架架构、活性组分负载，得到高效脱硫催化剂，具体方法是按下列步骤进行的：

煅烧

将煤矸石粉碎球磨至粒度为10目以下，再加入碳酸钠，混合均匀后置于管式炉中，在N₂、CO₂、O₂混合气氛下煅烧，煅烧温度为700~1200℃，煅烧时间为20~30min，其中煤矸石与碳酸钠质量比为（3~4）:1；

水蒸气活化

将步骤（1）得到的样品加入到高温反应釜中，将反应釜的温度升高到300~400℃，控制反应釜的压力为22.4MPa，然后通入水，达到超临界状态，反应10~15min；

扩孔

将步骤（2）得到的样品加入到扩孔剂水溶液中，然后在加热条件下搅拌1~3h，过滤，110~130℃下干燥，其中扩孔剂为锂金属盐；

碳骨架架构

将步骤（3）得到的干燥样品加入到超声反应器中，再加入有机钛溶液，控超声频率、温度和超声时间，超声反应完成后，将样品在110~120℃下干燥2~3h，然后在马弗炉中800~900℃焙烧，焙烧时间为1~2h；

活性组分负载

将步骤（4）得到的样品浸渍在活性组分为稀土金属盐和碱金属盐的混合溶液中，超声浸渍20~80min，抽滤，放入110℃烘箱中干燥至恒重，在氮气气氛下600~1000℃下焙烧2~3h，得到催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：所述原料煤矸石中Al₂O₃的含量大于25%。

3.根据权利要求1所述的一种脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中混合气中N₂、CO₂、O₂的体积比为1：（2~3）：（4~8）。

4.根据权利要求1所述的一种脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中加热温度为20~50℃，同时扩孔剂锂金属盐为硝酸锂、硫酸锂、碳酸锂、次氯酸锂中的一种或任意几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中有机钛为甲醇钛、乙醇钛或丁醇钛中的任意一种，并且超声频率为17.5-22KHz，温度为50~80℃，时间为5~20min。

6.根据权利要求1所述的一种脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中稀土金属盐为硝酸镧、硝酸铈或硝酸钇中的任意一种，并且质量浓度为1~12%；碱金属盐为硝酸钾，质量浓度为0.3~1.2%。

7.一种权利要求1所述的脱硫催化剂的应用，其特征在于：称取烟气脱硫催化剂30g放置于固定床反应器中，然后升温至150℃，反应器压力为1.3~1.5MPa，通过气流量为600mL/min烟气，烟气组分为SO₂:800~1000ppm、N₂：15~30%、O₂：5~10%，测试发现脱硫效率保持在89.2%以上，持续时间超过220min。