專利名稱：用于干法脫除煙氣中SO₂的催化劑及制備方法與應用的制作方法
用于干法脫除煙氣中SO2的催化劑及制備方法與應用所屬領域本發(fā)明屬于干法脫除煙氣中SA的催化劑及制備方法與應用。
背景技術：
SO2是我國燃煤產物中污染最重的酸性氣體，目前工業(yè)上常規(guī)的脫除方式仍為濕法鈣基脫硫，該法在運行過程中耗水量大、產生二次污染物、與現有脫硝技術不匹配等弊端使得干法脫硫成為發(fā)展趨勢。事實證明，將活性碳直接用于煙氣脫硫，在近常溫和低空速(< IOOOh"1)下，具有較高的脫除活性[Fuel, 1997,76(6) :549-553]，日本開發(fā)的 MET-Mitsui-BF 法[Fuel Processing Technology, 2000, 65-66, 395-405]將活性焦直接用于煙氣脫除SO2,目前已經實現工業(yè)化。該法在100-200°C，反應空速4001Γ1時具有良好的脫硫活性，但總硫容較低，且由于其反應空速較低使得活性焦的用量大，設備運行成本較高。 Ma 等[Applied Catalysis B =Environmental, 2003,45 (4) :301-309]發(fā)現將 Fe (NO3) 3溶液浸漬到AC上之后經過高溫煅燒制成i^203/AC催化劑，在200°C下使AC的脫硫活性有所提高，其[Fuel Processing Technology，2008，89 (3)，242-248]及王艷麗等一種同時硫脫硝催化劑及應用方法(專利號03145680. 4)開發(fā)的V205/AC催化劑顯著提高了 AC對SO2的吸附能力，在150-200°C具有良好的脫硫脫硝活性，具有廣闊的應用前景。但由于!^e2O3AC 及V205/AC催化劑的制備要經過長時間的高溫煅燒和氧化過程，使得制備成本較高，且容易造成活性炭基材料比表面、孔結構等物理性質的改變，進而影響其脫硫活性。因此，尋求一種低制備成本、干法、高效脫除煙氣Sh的催化劑具有很強的實用價值。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備成本低、脫硫活性高的干法脫硫催化劑及制備方
法與應用。本發(fā)明的催化劑以VOSO4溶液為浸漬溶液，載體為活性炭基材料，載體BET比表面積400-1000m2/g。各組分質量百分比為VOSO4 1% _8%，活性炭基材料92% -99%。如上所述的活性炭基材料為活性炭、活性焦或活性碳纖維。本發(fā)明催化劑的制備方法為將VOSO4溶液等體積浸漬在活性炭基材料上，室溫靜置l-3h，100-150°C空氣中干燥3-8h，即得所需催化劑。本發(fā)明催化劑低溫脫硫的操作條件固定床或移動床反應器、溫度40-160°C、常壓、反應空速400-400( -1。與活性炭基材料擔載金屬氧化物的脫硫催化劑相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.單一溶液浸漬，溶液配制簡單。2.僅需低溫干燥即得催化劑，無需長時間的煅燒和氧化過程，既簡化了工藝、大幅降低了制備成本，又避免了對活性炭基材料物理性質的破壞。與活性炭直接脫硫技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.低溫吸附的能力更強。
2.應用的空速范圍更廣，在400-40001^的范圍內脫硫活性較高，有助于減少催化劑的用量，降低運行成本。3.可應用于移動床或固定床反應器。總之，與現有技術相比，本發(fā)明既大幅提高了活性炭本身低溫吸附SO2的能力，又避免了金屬氧化物催化劑制備工藝復雜、制備成本高的問題，具有很好的應用前景。
具體實施例方式實施例一將30ml濃度為0. 2243mol/L VOSO4溶液浸漬在30-60目的30g活性炭(比表面積為915m2/g)上，室溫靜置3h，110°C干燥5h，即得質量百分比為3. 5%的V0S04/AC催化劑。將此催化劑裝入固定床反應器中，反應溫度控制在120°C，通入常壓下模擬煙氣1500ppm, O2 4. 5%，水蒸氣2. 5%，平衡氣N2，反應空速控制在400^1, SO2的穿透時間為2930min，脫硫率降到90%時的硫容為14. 62%。實施例二將15ml濃度為0. 0620mol/L VOSO4溶液浸漬在30-60目的15g活性炭(比表面積為802m2/g)上，室溫靜置lh，100°C干燥8h，即得質量百分比為1 %的V0S04/AC催化劑。將此催化劑裝入固定床反應器中，反應溫度控制在80°C，通入常壓下模擬煙氣Sh 1500ppm, O2 4. 5%，水蒸氣2. 5%，平衡氣N2，反應空速控制在SOOr1jSO2的穿透時間為795min，脫硫率降到90 %時的硫容為9.51%。實施例三將6ml濃度為0. 3433mol/LV0S04溶液浸漬在30-60目的6g活性炭(比表面積為 650m2/g)上，室溫靜置2h，150°C干燥3h，即得質量百分比為5. 3%的V0S04/AC催化劑。將此催化劑裝入固定床反應器中，反應溫度控制在40°C，通入常壓下模擬煙氣Sh 1500ppm, O2 4. 5%，水蒸氣2. 5%，平衡氣N2，反應空速控制在2000^1, SO2的穿透時間為180min，脫硫率降到90%時的硫容為6. 90%。實施例四將3ml濃度為0. 1252mol/L VOSO4溶液浸漬在30-60目的3g活性炭(比表面積為400m2/g)上，室溫靜置3h，120°C干燥8h，即得質量百分比為2%的V0S04/AC催化劑。將此催化劑裝入固定床反應器中，反應溫度控制在60°C，通入常壓下模擬煙氣Sh 1500ppm, O2 4. 5%，水蒸氣2. 5%，平衡氣N2，反應空速控制在40001^4 的穿透時間為45min，脫硫率降到90%時的硫容為2. 80%。實施例五將8ml濃度為0. 5368mol/L VOSO4溶液浸漬在30-60目的8g活性炭(比表面積為 562m2/g)上，室溫靜置2h，130°C干燥5h，即得質量百分比為8%的V0S04/AC催化劑。將此催化劑裝入固定床反應器中，反應溫度控制在100°C，通入常壓下模擬煙氣1500ppm, O2 4. 5%，水蒸氣2. 5%，平衡氣N2，反應空速控制在15001^4 的穿透時間為MOmin，脫硫率降到90%時的硫容為4. 76%。實施例六將濃度為0. 4646mol/L VOSO4溶液浸漬在30-60目的4g活性炭(比表面積為423m2/g)上，室溫靜置lh，140°C干燥6h，即得質量百分比為7%的V0S04/AC催化劑。將此催化劑裝入固定床反應器中，反應溫度控制在160°C，通入常壓下模擬煙氣1500ppm, O2 4. 5%，水蒸氣2. 5%，平衡氣N2，反應空速控制在SSOOr1jSO2的穿透時間為60min，脫硫率降到90%時的硫容為3.31%。
權利要求
1.一種用于干法脫除煙氣中Sh的催化劑，其特征在于催化劑的各組分質量百分比為 VOSO4 1% _8%，活性炭基材料92% -99%，載體比表面積400-1000m2/g。
2.如權利要求1所述的一種用于干法脫除煙氣中的催化劑，其特征在于所述的活性炭基材料為活性炭、活性焦或活性碳纖維。
3.如權利要求1或2所述的一種用于干法脫除煙氣中的催化劑的制備方法，其特征在于催化劑的制備方法是將VOSO4溶液等體積浸漬在活性炭基材料上，室溫靜置l_3h， 100-150°C空氣中干燥3-8h，即得所需催化劑。
4.如權利要求1或2所述的一種用于干法脫除煙氣中Sh的催化劑的應用，其特征在于包括如下操作條件應用于固定床或移動床反應器、溫度40-160°C、常壓、反應空速 400-4000h_1o
全文摘要
一種用于干法脫除煙氣中SO2的催化劑的各組分質量百分比為VOSO41％-8％，活性炭基材料92％-99％，載體比表面積400-1000m2/g。將VOSO4溶液等體積浸漬在活性炭基材料上制備催化劑。本發(fā)明具有制備成本低、脫硫活性高的的優(yōu)點。
文檔編號B01J27/053GK102423711SQ201110307520
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權日2011年10月8日
發(fā)明者侯亞芹, 景文, 郭士杰, 韓小金, 黃張根 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所