[发明专利]生物质炭基脱硫催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了生物质炭基脱硫催化剂及其制备方法与应用。生物质炭基脱硫催化剂的抗压强度大于等于160N/cm，第一周期穿透硫容大于等于200mg/g，碘吸附值大于等于1000mg/g。制备方法包括以下步骤：(1)在惰性气氛保护下，将生物质原料在500‑600℃下热处理2‑3h，得到炭粉；(2)将由炭粉、粘接剂和分散剂构成的混合物进行造粒，得到第一前体；(2)在惰性气氛保护下，将第一前体在500‑700℃下热处理2‑6h，得到第二前体；(3)在含有活化气体的气氛中，将第二前体在800‑900℃下热处理2‑6h，即得到生物质炭基脱硫催化剂。本发明通过特殊且简单的工艺以及工艺参数，制备得到了兼具高脱硫活性和高抗压强度的生物质炭基脱硫催化剂，成本低，使用寿命长，因此具有非常高的应用价值。

技术领域

本发明涉及污水及废气脱硫的技术领域，具体而言，涉及生物质炭基脱硫催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

目前，相较于石灰石-石膏脱硫法，采用多孔碳材料作为脱硫催化剂进行脱硫的脱硫方法因可获得高品质硫酸副产品而备受关注。这种新型的脱硫方法利用多孔碳材料的纳米孔隙结构将二氧化硫吸附并催化氧化为三氧化硫，吸附饱和后的多孔碳材料经过水洗涤、稀硫酸洗涤或加热后，一方面使多孔碳材料恢复催化活性，另一方面洗涤液杂质含量少，可以作为硫酸副产品使用。

在烟气脱硫中，多孔碳材料通常被装填在固定床反应器中使用，烟气在穿过固定床反应器的过程中实现脱硫。为了提升多孔碳材料的脱硫效率，一种有效的方式是提升多孔碳材料孔隙的发达程度；同时，为了延长多孔碳材料的寿命，一种有效的方式是提升多孔碳材料的抗压强度。然而，孔隙的发达程度和抗压强度的大小往往呈负相关，即孔隙越发达，虽然脱硫效率提升，但是抗压强度却很小。为了获得较高的脱硫效率，通常会牺牲抗压强度。例如，现有的多孔碳材料的抗压强度通常小于160N/cm，虽然能够获得较好的脱硫效率，但是由于抗压强度较小，在脱硫时需要频繁更换。

因此，急需一种既具有高抗压强度，又具有高脱硫活性的多孔炭，以保证多孔碳材料脱硫效率的同时，又能具备较长的寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供生物质炭基脱硫催化剂及其制备方法和应用，以解决现有技术中脱硫效率低以及使用寿命短的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了生物质炭基脱硫催化剂。所述的生物质炭基脱硫催化剂的抗压强度大于等于160N/cm，第一周期穿透硫容大于等于200mg/g，碘吸附值大于等于1000mg/g。

为了实现上述目的，根据本发明的第二个方面，提供了生物质炭基脱硫催化剂的制备方法。所述的生物质炭基脱硫催化剂的抗压强度大于等于160N/cm，第一周期穿透硫容大于等于200mg/g，碘吸附值大于等于1000mg/g，制备方法包括以下步骤：

(1)在惰性气氛保护下，将生物质原料在500-600℃下热处理2-3h；冷却后进行磨粉处理得到炭粉；

(2)将由炭粉、粘接剂和分散剂构成的混合物进行造粒，得到第一前体；

(2)在惰性气氛保护下，将所述第一前体在500-700℃下热处理2-6h，得到第二前体；

(3)在含有活化气体的气氛中，将第二前体在800-900℃下热处理2-6h，即得到生物质炭基脱硫催化剂。

进一步地是，炭粉的粒度≤75μm。

进一步地是，所述造粒包括捏合和挤压成型，获得的第一前体的形状为柱状，横截面的直径为2-6mm，长度为4-15mm。

进一步地是，所述的粘接剂为煤焦油；分散剂为水。

进一步地是，所述混合物中炭粉、煤焦油、水的质量比为(2-4)：1：(0.1-2)。

进一步地是，所述的煤焦油为沥青的质量分数≥50％的高温煤焦油。