[发明专利]一种CO还原SO2

说明书

本发明提供了一种CO还原SO₂用催化剂及其制备方法与应用，属于催化剂技术领域。包括活性组分和载体组分，所述载体组分包括La₂O₃‑CeO₂‑Al₂O₃复合物和金属氧化物锆氧化物。本发明在载体氧化铝的基础上掺杂氧化镧、氧化铈，稳定了氧化铝的结构，增大了载体孔结构而具有丰富的介大孔，促进了载体组分表面氧传输能力、提高硫容量。同时载体本身也具有催化作用，使催化剂催化活性高，硫选择性高，能够在含氧和水蒸气的条件下有效催化还原SO₂同时净化CO。实施例的数据表明：在氧体积含量为5％和水蒸气体积含量为5％的条件下，该催化剂在催化CO还原SO₂时，对SO₂的转化率为81～96％，对硫的选择性为75～95％。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种CO还原SO₂用催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

SO₂是当前最重要的大气污染物之一，对人体健康造成的威胁以及带来的酸雨问题，已经得到强烈关注。SO₂排放多源于钢铁冶炼、水泥窑、碳素焙烧炉、电解铝厂以及焦炉烟气等，而目前能有效控制锅炉SO₂排放的途径是烟气脱硫法。其中湿法脱硫在现有工业装置中占绝对优势，但存在过程水消耗量大，且易造成腐蚀及二次污染问题。此外，脱硫后的烟气温度低，无法自行排放，设备庞大难于与现有工业锅炉匹配。因此，近年来学者对干法脱硫的研究呈现上升趋势。但电解铝烟气具有以下特点：石油焦是制备铝用预焙阳极的主要原料，而我国高硫原油进口比重逐渐增大，石油焦含硫量不断增加，预焙阳极中含硫量的提高必然使电解槽排气中的SO₂浓度提高，但相比烧结烟气，电解铝烟气SO₂浓度仍然很低且烟气量较大。电解铝烟气的这些特点导致采用一般干法脱硫净化烟气存在一定的局限性，即脱硫效率低、时空消耗大、经济性差等。因此研发新的干法烟气脱硫净化技术势在必行。

通常电解铝烟气中含有一定量的CO(6000～12000mg/m³)，已有研究发现CO可作为良好的还原剂，因CO还原SO₂反应是热力学可行的。公开号为 CN107175108 A的中国专利公开了一种用于烟气中二氧化硫还原制硫的钴系催化剂及其制备方法和用途，其等体积浸渍法将活性组分与助剂负载于载体上的负载型过渡金属催化剂及其制备方法，催化剂的组成为活性组分 3wt％～16wt％Co氧化物和1wt％～6wt％助剂Cu、Ca、Mg、Ni、La中的一种或几种，通过助剂的协同作用，该催化剂中Co活性组分分散均匀、性能稳定且粒度均匀，在SO₂催化还原制硫时具有较高活性，SO₂转化率可达90％以上，以及具有较高的选择性。

虽然借助催化剂以CO作为还原剂还原SO₂为硫磺，达到既同步净化CO和 SO₂又可以回收硫磺的效果。但是结合工业实际情况，一般烟气中都会含有 3％～5％的O₂和大量水蒸气，对催化剂具有强负面影响，使催化剂在O₂和水蒸气氧化作用下硫酸盐化而失活，因此对催化剂的抗氧中毒能力及稳定性提出了较高的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种CO还原SO₂用催化剂及其制备方法与应用，本发明提供的催化剂在含氧和水蒸气条件下依然保持高催化活性，能达到同时净化CO和SO₂并回收硫磺的目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：