用于煙氣脫硫的吸收催化劑及其制備方法

專利名稱：用于煙氣脫硫的吸收催化劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于煙氣脫硫的吸收催化劑及其制備方法。
背景技術：
我國是以煤炭為主要能源的國家。在我國有84%的煤炭直接用于燃燒。而煤炭中通
常含有硫，硫燃燒后生成的S02。
S02易被濕潤的粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸。対-
眼及呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒 息。輕度中毒時，發生流淚、畏光、咳嗽，咽、喉灼痛等；嚴重中毒可在數小時內發生 肺水腫；極高濃度吸入可引起反射性聲門痙攣而致窒息。皮膚或眼部接觸發生炎癥或灼 傷。長期低濃度接觸，會產生頭痛、頭昏、乏力等全身癥狀或得慢性鼻炎、咽喉炎、支 氣管炎以及使嗅覺及味覺減退等。
S02是造成大氣污染的主要物質之一。引起嚴重硫污染問題，造成區域性大面積酸 雨污染，并呈發展趨勢。我國廣東、廣西、四川盆地和貴州大部分地區形成的西南、華 南酸雨區，己成為與歐洲、北美并列的世界三大酸雨區之一。除西南、華南酸雨區之外， 近年來又逐漸形成了以長沙、南昌為代表的華中酸雨區，以廈門、上海為代表的華東沿 海酸雨區和以青島為代表的北方酸雨區。
我國SO2年排放量達2000萬噸以上，因此年損失上千萬億元，居世界首位。控制
S02的排放已經成為我國及國際社會關注的環保問題。
目前認為FGD (Flue Gas Desulfurization, FGD)技術是控制S02最為有效的途徑。 早期多采用的FGD技術有濕法、半干法和干法等，近期發展的則有生物法、負載催化 法(及催化還原法)及電化學法等，這些方法在技術性、可操作性及經濟性等方面均有 一定的缺陷。濕法操作簡單，脫硫率高，但占地面積大，投資也較高，同時會產生二次 污染；半干法雖然投資費用較低，但其脫硫效率也相對較低；干法中的等離子體法可以 同時脫硫脫硝，但建設費用高，同時還存在X射線輻射的問題；生物法脫硫具有效率高， 費用低，二次污染少等特點，但尋求合適的菌種和微生物還有諸多困難；電化學法操作 簡單、脫硫率高、能避免二次污染，但是需要消耗大量的電能。電能的節約和高效利用 是該法脫硫方法的關鍵。

發明內容
本發明的目的之一在于針對現在脫硫技術中存在的問題，提供一種用于煙氣脫硫的 吸收催化劑。
本發明的目的之二在于提供該吸收催化劑的制備方法。 為達到上述目的，本發明采用如下技術方案
一種用于煙氣脫硫的吸收催化劑，其特征在于該吸收催化劑以Y-A1203為載體，在 其表面負載氧化銅和氧化鈰，其中氧化銅的量為，八1203的質量的2.5 —15.0%,氧化鈰 的Y-A1203的質量的2.5 — 15.0% 。
上述的用于煙氣脫硫的吸收催化劑的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟為
a. 按上述用量要求，將硝酸鈰溶于去離子水中，再將1八1203研磨至80-100目，、浸 漬于硝酸鈰的溶液中，攪拌4-8小時，在結束前0.5 — 2小時，在60-120。C溫度 下進行加熱攪拌，再在80-120°C溫度下干燥10-24小時；
b. 再在400 —700°C焙燒2—6小時，得到中間體Ce02/Y-Al203;
c. 按上述用量要求，將硝酸銅溶于去離子水中；然后將步驟b所得中間體 Ce02/Y-Al203，浸漬于硝酸銅溶液中，攪拌4-8小時，在結束前0.5—2小時，進 行加熱攪拌，溫度60-120°C;再在80-12(TC溫度下烘干10-24小時；最后于400 —700°C焙燒2-6小時，即制得用于煙氣脫硫的吸收催化劑CuO-Ce02/Y-A1203。
本發明的吸收催化劑CuO-Ce02/Y- A1203的適應范圍S02濃度12000 mg/m3以下， 煙氣溫度70°C以上
將新型的吸收催化劑放入流化床中，煙氣經過換熱器加熱到350。C，直接通入流化 床，S02與吸收催化劑接觸被吸收。兩個流化床連用，S02去除可達100。/。，進行以下反 應
CuO + S02+l/202 —CuS04 CuO + S03 —CuS04
己吸收S02吸收催化劑，進入再生反應器進一步加熱到550-600。C。吸收催化劑由于
受熱作用使S02解析出來。
CuS04—CuO + S02+l/202
吸收催化劑回到流化床中繼續吸附煙氣中S02，解析出來的S02經過再生氣體處理
單元，得到較高濃度的S02。
以CO為還原氣體，進行S02還原單元操作，從而得到但單質硫。' S02+2CO—S+2C02
本發明方法工藝簡單，添加Ce作為助催化劑，對CnO -Al203催化劑進行改性，
增加了吸收催化劑壽命。該吸收催化劑可循環使用，降低了脫硫的成本。且用該吸收催
化劑進行吸附脫硫后，再解析濃縮S02，經還原后可得到硫，不產生二次污染，無廢水 廢液產生，充分做到環境友好。本發明的吸收催化劑利用煙氣中本身就存在的co還原 S02，可節約成本，做到變廢為寶，這是一種綠色環保工藝，為煙氣中硫的脫除開辟了 高效的路徑。


圖1為本發明的吸收催化劑在350。C下，通過固定床檢測具有較高的脫硫效果圖。
具體實施例方式
實施例l:將細度為80-100目的載體Y-Al203,浸漬在于Ce(N03)3的去離子水溶液 中，Ce(N03)3的用量以Ce02計算，為，A1203的質量的3%，攪拌5小時，在80°C溫 度下加熱攪拌l小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒 5小時，得到中間體Ce02/Y-Al203;然后將該中間體浸漬在Cu(N03)2水溶液中，Cu(N03)2 的量以CuO計算為y-A1203的質量的10%，攪拌5小時，在100°C溫度下加熱攪拌0.5 小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒5小時，得到 CuO-Ce02/Y- A1203吸收催化劑進行煙氣脫硫。
利用制備的吸收脫硫催化劑進行410t/h鍋爐的煙氣脫硫，鍋爐煙氣出口 SCb濃度為 1658mg/m3，煙氣溫度148°C，煙氣經過換熱器加熱到350°C， 一次流化床脫硫效率可達 到100%。
實施例2:將細度為80-100目的載體y-A1203，浸漬在于Ce(n03)3的去離子水溶液 中，Ce(N03)3的用量以Ce02計算，為y-A1203的質量的3%，攪拌5小時，在80°c溫 度下加熱攪拌l小時，然后在烘箱里于110°(2干燥12小時，在馬弗爐里于500。c焙燒 5小時，得到中間體Ce02 -Al203;然后將該中間體浸漬在Cu(N03)2水溶液中，Cu(N03)2 的量以CuO計算為y-A1203的質量的10%，攪拌5小時，在100°C溫度下加熱攪拌0.5 小時，然后在烘箱里于110T干燥12小時，在馬弗爐里于50O。C焙燒5小時，得到 CuO-Ce02 -A1203吸收催化劑進行煙氣脫硫。
利用新型的吸收脫硫催化劑進行220t/h鍋爐的煙氣脫硫，鍋爐煙氣出口 SCh濃度為 3550mg/m3，煙氣溫度148°C,煙氣經過換熱器加熱到350°C， 一次流化床脫硫效率可達 到100%。
實施例3:將細度為80-100目的載體丫-八1203，浸漬在于Ce(N03)3的去離子水溶液 中，Ce(N03)3的用量以Ce02計算，為Y-A1203的質量的3%，攪拌5小時，在80°C溫 度下加熱攪拌l小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于50(TC焙燒 5小時，得到中間體Ce02 -Al203;然后將該中間體浸漬在CU(N03)2水溶液中，Cu(N03)2
的量以CuO計算為y-A1203的質量的10%，攪拌5小時，在100°C溫度下加熱攪拌0.5 小時，然后在烘箱里于110°(:干燥12小時，在馬弗爐里于500°<:焙燒5小時，得到 CuO-CeO*- A1203吸收催化劑進行煙氣脫硫，
利用新型的吸收脫硫催化劑進行130t/h鍋爐的煙氣脫硫，鍋爐煙氣出口 SCV濃度為 5720mg/m3，煙氣溫度148。C，煙氣經過換熱器加熱到350。C， 一次流化床脫硫效率可達 到100%。
實施例4:將細度為80-100目的載體，A1203，浸漬在于Ce(N03)3的去離子水溶，夜 中，Ce(N03)3的用量以Ce02計算，為y-A1203的質量的3%，攪拌5小吋，在80°C溫 度下加熱攪拌l小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒 5小時，得到中間體Ce02/Y-Al203;然后將該中間體浸漬在Cu(N03)2水溶液中，Cu(N03)2 的量以CuO計算為"Al203的質量的10%，攪拌5小時，在100。C溫度下加熱攪拌0.5 小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒5小時，得到 CuO-CeCV A1203吸收催化劑進行煙氣脫硫。
利用新型的吸收脫硫催化劑進行220t/h鍋爐的煙氣脫硫，鍋爐煙氣出口 SCb濃度為 9680mg/m3，煙氣溫度160°C，煙氣經過換熱器加熱到350°C， 一次流化床脫硫效率可達 到98%， 二次流化床脫硫效率100%。
實施例5:將細度為80-100目的載體1八1203，浸漬在于Ce(N03)3的去離子水溶液 中，Ce(N03)3的用量以Ce02計算，為y-A1203的質量的1%，攪拌5小時，在80°C溫 度下加熱攪拌l小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒 5小時，得到中間體Ce02/Y-Al203;然后將該中間體浸漬在Cu(N03)2水溶液中，Cu(N03)2 的量以CuO計算為Y-Al203的質量的10%，攪拌5小時，在100。C溫度下加熱攪拌0.5 小時，然后在烘箱里于110°<:干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒5小時，得到 CuO-Ce02/y- A1203吸收催化劑進行煙氣脫硫。
利用新型的吸收脫硫催化劑進行220t/h鍋爐的煙氣脫硫，鍋爐煙氣出口 S02濃度為 9677mg/m3，煙氣溫度160°C，煙氣經過換熱器加熱到350°C， 一次流化床脫硫效率可達 到99%， 二次流化床脫硫效率100%。
實施例6:將細度為80-100目的載體，八1203，浸漬在于Ce(N03)3的去離子水溶液 中，Ce(N03)3的用量以Ce02計算，為，A1203的質量的5%，攪拌5小時，在80。C溫 度下加熱攪拌l小時，然后在烘箱里于110°(:干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒
5小時，得到中間體Ce02/Y-Al203;然后將該中間體浸漬在Cu(N03)2水溶液中，Cu(N03)2 的量以CuO計算為，A1203的質量的10%,攪拌5小時，在100°C溫度下加熱攪拌0.5 小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒5小時，得到 CuO-Ce02~- A1203吸收催化劑進行煙氣脫硫。
利用新型的吸收脫硫催化劑進行220t/h鍋爐的煙氣脫硫，鍋爐煙氣出口 S02濃度為 9677mg/m3，煙氣溫度160°C，煙氣經過換熱器加熱到350°C， 一次流化床脫硫效率可達 到95%， 二次流化床脫硫效率100%。
實施例7:將細度為80-100目的載體"Al203,浸漬在于Ce(N03)3的去離子水溶液 中，Ce(N03)3的用量以Ce02計算，為y_A1203的質量的3%，攪拌5小時，在80°c溫 度下加熱攪拌l小時，然后在烘箱里于110CC干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒 5小時，得到中間體Ce02/Y-Al203;然后將該中間體浸漬在Cu(N03)2水溶液中，Cu(N03)2 的量以CuO計算為Y-A1203的質量的2%，攪拌5小時，在100°C溫度下加熱攪拌0.5 小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒5小時，得到 CuO-CeO*- A1203吸收催化劑進行煙氣脫硫。
利用新型的吸收脫硫催化劑進行220t/h鍋爐的煙氣脫硫，鍋爐煙氣出口 S02濃度為 9677mg/m3，煙氣溫度160°C,煙氣經過換熱器加熱到350°C, —次流化床脫硫效率可達 到76%， 二次流化床脫硫效率100%。
實施例8:將細度為80-100目的載體，A1203，浸漬在于Ce(N03)3的去離子水溶液 中，Ce(N03)3的用量以Ce02計算，為Y-A1203的質量的3%，攪拌5小時，在80°C溫 度下加熱攪拌l小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙燒 5小時，得到中間體Ce02/Y-Al203;然后將該中間體浸漬在Cu(N03)2水溶液中，Cu(N03)2 的量以CuO計算為Y-Al203的質量的4。/。，攪拌5小時，在100。C溫度下加熱攪拌0.5 小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于50(^C焙燒5小時，得到 CuO-Ce02/Y- A1203吸收催化劑進行煙氣脫硫。
利用新型的吸收脫硫催化劑進行220t/h鍋爐的煙氣脫硫，鍋爐煙氣出口 S02濃度為 9677mg/m3,煙氣溫度160°C，煙氣經過換熱器加熱到350°C， 一次流化床脫硫效率可達 到84%， 二次流化床脫硫效率100%。
實施例9:將細度為80-100目的載體Y-Al203，浸漬在于Ce(N03)3的去離子水溶液 中，Ce(N03)3的用量以Ce02計算，為Y-A1203的質量的3%，攪拌5小時，在80°C溫 度下加熱攪拌l小時，然后在烘箱里于11(TC干燥12小時，在馬弗爐里于50(TC焙燒5小時，得到中間體Ce02/Y-Al203;然后將該中間體浸漬在Cu(N03)2水溶液中，Cu(N03)2 的量以CuO計算為y-Al203的質量的6%，攪拌5小時，在100°C溫度下加熱攪拌0.5 小時，然后在烘箱里于110°C干燥12小時，在馬弗爐里于500°C焙燒5小時，得到 CuO-Ce02/Y- A1203吸收催化劑進行煙氣脫硫。
利用新型的吸收脫硫催化劑進行220t/h鍋爐的煙氣脫硫，鍋爐煙氣出口 S02濃度為 9677mg/m3，煙氣溫度160°C，煙氣經過換熱器加熱到350°C， 一次流化床脫硫效率可達 到92%， 二次流化床脫硫效率100%。
實施例10:將細度為80-100目的載體，八1203，浸漬在于Ce(N03)3的去離子水溶 液中，Ce(N03)3的用量以Ce02計算，為，八1203的質量的3%，攪拌5小時，在80°C 溫度下加熱攪拌l小時，然后在烘箱里于110。C干燥12小時，在馬弗爐里于500。C焙 燒5小時，得到中間體Ce02/Y-Al203;然后將該中間體浸漬在Cu(N03)2水溶液中， Cu(N03)2的量以CuO計算為Y-A1203的質量的8%，攪拌5小時，在100°C溫度下加熱 攪拌0.5小時，然后在烘箱里于110°C干燥12小時，在馬弗爐里于500°C焙燒5小時， 得到CuO-Ce02/Y-A1203吸收催化劑進行煙氣脫硫。
利用新型的吸收脫硫催化劑進行220t/h鍋爐的煙氣脫硫，鍋爐煙氣出口 S02濃度為 9677mg/m3，煙氣溫度160°C，煙氣經過換熱器加熱到350°C， 一次流化床脫硫效率可達 到97%, 二次流化床脫硫效率100%。
權利要求
1.一種用于煙氣脫硫的吸收催化劑，其特征在于該吸收催化劑以γ-Al2O3為載體，在其表面負載氧化銅和氧化鈰，其中氧化銅的量為γ-Al2O3的質量的2.5-15.0％，氧化鈰的γ-Al2O3的質量的2.5-15.0％。
2. —種根據權利要求1所述的用于煙氣脫硫的吸收催化劑的制備方法，其特征在于該方法 的具體步驟為a. 按上述用量要求，將硝酸鈰溶于去離子水中，再將Y-Al203研磨至80-100目，浸漬于 硝酸鈰的溶液中，攪拌4-8小時，在結束前0.5 — 2h，在60-120。C溫度下進行加熱攪 拌，再在80-120oC溫度下干燥10-24小時；b. 再在400 —700°C焙燒2 — 6小時，得到中間體Ce02 -A1203;c. 按上述用量要求，將硝酸銅溶于去離子水中；然后將步驟1)所得中間體"02 -八1203， 浸漬于硝酸銅溶液中，攪拌4-8小時，在結束前0.5 — 2h，進行加熱攪拌，溫度60-120 。C;再在80-120。C溫度下烘干10-24小時;最后于400 — 700。C焙燒2 — 6小時，即制 得用于煙氣脫硫的吸收催化劑CuO-Ce02/Y- A1203。
全文摘要
本發明涉及一種用于煙氣脫硫的吸收催化劑及其制備方法。該吸收催化劑以γ-Al₂O₃為載體，在其表面負載氧化銅和氧化鈰，其中氧化銅的量為γ-Al₂O₃的質量的2.5-15.0％，氧化鈰的γ-Al₂O₃的質量的2.5-15.0％。本發明的吸收催化劑，由于添加Ce作為助催化劑，對CuO/γ-Al₂O₃催化劑進行改性，增加了吸收催化劑壽命。該吸收催化劑可循環使用，降低了脫硫的成本。且用該吸收催化劑進行吸附脫硫后，再解析濃縮SO₂，經還原后可得到硫，不產生二次污染，無廢水廢液產生，充分做到環境友好。本發明的吸收催化劑利用煙氣中本身就存在的CO還原SO₂，可節約成本，做到變廢為寶，這是一種綠色環保工藝，為煙氣中硫的脫除開辟了高效的路徑。
文檔編號B01J23/83GK101181684SQ200710171839
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月6日 優先權日2007年12月6日
發明者劉國杰, 麗 周, 儉 孫, 森 時, 李衛清, 慧 王 申請人:上海大學