[发明专利]一种烟气脱硫催化剂及其应用方法

说明书

本发明属于催化剂及其应用方法，具体地说涉及一种烟气脱硫催化剂及其应用方法。

环境污染是人类当今面临的主要问题之一。其中燃煤烟气中SOx和NOx的排放对环境的危害尤为突出，它们是构成酸雨的主要因素，受到世界各国的普遍重视。因此，大幅度削减其排放量势在必行，我国是一个产煤和用煤大国，且高硫煤分布较广，SO₂的排放量1995年已跃居世界首位，全国大部分省市相继出现了酸雨，其中严重地区酸雨的pH值低至3.24，故我国对SO₂的排放控制急待解决。

燃煤烟气脱硫技术(FGD)大致可分为两类：湿法脱硫和干法脱硫。湿法脱硫存在工艺复杂、设备庞大，占地大，基建投资及运行费用高，耗水量大，易造成二次污染等缺点。而干法脱硫在无液相介入的完全干燥状态下进行，反应产物亦为干粉状，不存在腐蚀、结露等问题，投资少，运行费用低，操作简单，不会给环境带来新的危害，故近年来干法脱硫的研究呈上升趋势。

干法脱硫大多借助脱硫剂吸附或吸收烟气中的SO₂，饱和后的脱硫剂进行再生，再生时释放出的高浓度SO₂，可进一步加工成硫酸、硫磺和液体SO₂。燃煤锅炉烟气脱硫系统最经济的配置应在除尘器之后，对应烟气温度为120-250℃，这种配置不仅过程耗能低，而且可大大降低粉尘对脱硫剂的毒化。目前，研究较多的干法脱硫剂有CuO/Al₂O₃、CuO/SiO₂以及活性焦(炭)等。如Journal of chemical engimeerin g of Japan，Vol 16，No.21983：127-131报道了CaO/Al₂O₃催化剂，但因CuO/Al₂O₃和CuO/SiO₂脱硫剂脱硫活性温度较高(＞300℃)；如Carbon，Vol，31，No.1，1993：47-51报道了活性焦(炭)，虽活性焦(炭)在常温附近对SO₂才有较大的吸附硫容，但随着温度的提高硫容聚减，200℃时其硫容相当低，故而以上脱硫剂在工业锅炉最适宜的烟气脱硫温度窗口(120-250℃)，脱硫活性均较低。

本发明的发明目的是提供一种适宜工业锅炉烟气脱硫温度(120-250℃)下使用的、脱硫活性高的催化剂及其应用方法。

本发明的催化剂是以铜为基本催化组份，炭材料为催化剂载体，其催化剂各组份重量百分比为：

        炭材料    76.2-93.8％      氧化铜      6.2-23.8％

上述的炭材料载体包括活性炭、活性焦或活性炭纤维。

催化剂的具体制备方法如下：

将炭材料放入Cu(NO₃)₂·3H₂O溶液中，浸渍0.5-20小时，或采用等体积浸渍后，放置0.5-5小时，后在60℃干燥5小时，然后在110℃干燥6小时后于200-450℃煅烧2小时，即得催化剂。

催化剂用于120-300℃烟气脱硫的方法如下：

将催化剂装入固定床或移动床反应器中，反应温度控制在120-300℃，通入常压烟气，空速为500-80000h^-1，Ar为平衡气，脱硫率高于80％，饱和硫容2.9-6.2gs/100g。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.脱硫率高，脱硫率大于80％。

2.本催化剂装置可安装于除尘器后，所以运行费用低。

3.催化剂以廉价的炭材料为催化剂载体，所以成本低。

实施例1

工业半焦在950℃水蒸气活化1小时，浸渍Cu(NO₃)₂·3H₂O的溶液，先于60℃干燥5小时，然后在110℃干燥6小时后于250℃煅烧两小时制得CuO/AC脱硫剂，含6.2wt％CuO。将该脱硫剂0.5克置于固定床反应器中，升温至200℃通气反应，模拟烟气组成为SO₂ 519ppm，O₂ 5vol％，平衡气Ar，气体流量320ml/min。实验结果：脱硫率高于80％维持时间，30分钟；饱和硫容2.9g/100g脱硫剂。

实施例2