[发明专利]一种以工业废渣为活性原料的高效脱硫剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种以工业废渣为活性原料的高效脱硫剂及其制备方法和应用，属于材料领域。该材料的制备方法是在粒径为100～200目的活性原料和粒径为100～200目的助催化剂中加入成型剂和水并搅拌混合均匀，得到混合物；将混合物采用挤出成型工艺，利用挤出机挤出直径3mm条状样品，经干燥、造粒得到脱硫剂制品。本发明脱硫剂脱除低浓度H₂S精度高、寿命长，制备工艺简单，适用范围广，协同解决了工业废渣的资源化利用问题，具有重大的经济、环境和社会效益。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种以工业废渣为活性原料的高效脱硫剂及其制备方法和应用。

背景技术

H₂S气体作为主要的大气污染物之一，是一种典型的恶臭类气体，具有污染范围广、危害大等特点。工业排放废气中所含的H₂S气体，能够引起管道和催化剂的中毒、致使工艺条件恶化、设备腐蚀，同时会造成相当严重的环境污染问题，甚至危害人类的安全健康。H₂S的治理已经迫在眉睫，对此国家出台了相关排放标准，根据《恶臭污染物排放标准》一级要求，尾气中H₂S浓度应不高于0.03mg/m³。

干法脱硫具有精度高，工艺简单，操作维护方便的优势，尤其适用于处理大气量，低浓度H₂S。目前市场上常用的干法脱硫技术有氧化铁法、氧化锌法、锰矿法、分子筛法等。专利(CN105327597A)公开了一种含镨配位聚合物改性的固体脱硫剂，虽然具有较好的脱硫效率，但是含镨配位聚合物用量较多，成本高昂。专利(CN107961792A)公开了一种CuO硅藻土催化剂，能够同时脱除煤烟气中的H₂S和Hg。该催化剂制备工艺简单、成本低廉，但仅能达到粗脱硫标准，限制了应用范围。专利(CN106732782A)公开了一种以 FeCl₃·6H₂O为活性原料，以苯二甲酸(H₂BDC)为有机骨架的选择性氧化脱硫剂。该催化剂拥有优异的催化性能，同时催化反应属于放热反应，当H₂S浓度高于0.3％时即不需要外来热量，低能耗。但催化剂比表面积小，且转化形成的硫单质会附着在催化剂表面，覆盖表面活性位点，使催化剂失活。目前，市场亟需一种高精度、高硫容，低成本的脱硫剂。

工业废渣(粉煤灰、电石渣)的大量排放对环境和人类健康造成极大的危害。工业废渣中的金属元素进入土壤会破坏土壤组成、结构和功能，最终导致土壤资源破坏；随天然降水、地表径流或随风进入河流、湖泊会污染地面水，并随渗沥水渗透到土壤中，进入地下水造成二次污染。长期接触工业废渣会增大呼吸疾病和眼部疾病的发病率。目前这两种工业废渣的主要处理方式是用作制备轻质砖、水泥等，如专利(CN103936398A)、专利(CN104402270A)、专利(CN101182171A)，该方法经济价值较低，也不能彻底解决污染问题。在此基础上，粉煤灰、电石渣的高附加值资源化利用是一种既可行又经济的转换方式。粉煤灰中富含金属氧化物，电石渣的主要成分为Ca(OH)₂，均可与H₂S结合形成金属硫化物，故粉煤灰、电石渣也可以用作脱硫剂原料。专利(CN102284244A)、专利 (CN103055689A)公开了数种以工业废渣(粉煤灰、电石渣)为原料的脱硫剂，但脱硫效率较低，无法满足精脱硫标准。以工业废渣(粉煤灰、电石渣)为原料制备脱硫剂，并改进方案提高脱硫精度和硫容可以同时解决H₂S治理问题和工业废渣的处理问题。

发明内容

本发明是针对上述存在的技术问题提供一种以工业废渣为活性原料的高效脱硫剂及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：