专利名称：一种稀土脱硫催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种稀土脱硫催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。
背景技术：
随着工业化进程的不断加深，空气中含硫气体(H2S，SO2, CS2, CH3SH等)的排放量日 益增加，由此造成的环境污染和对人体的危害日益严重。目前工业生产中对含硫化氢、二氧 化硫等气体的治理主要采用湿法和干法，但干湿法脱硫技术中存在的处理危害气体能力有 限、能耗大、脱硫剂再生困难、费用高等问题。中国专利CN96118463. 9公开的“多功能稀土催化剂及其生产工艺”采用稀土、氧 化剂、高温剂、表面活性剂、粘结剂、促进剂，经配料、搅拌、滤压脱水、烘干、粉碎、造粒、烧 结、冷却过筛，检测包装而成。该催化剂制备工艺复杂，对含硫气体包括硫化氢、二氧化硫、 二硫化碳、甲基硫醇等无明显去除效果。中国专利CN1426837A公开的“脱硫催化剂及其制备方法和用途”中的脱硫催化剂 的有效活性成分为六水合铁酸三钙，该活性成分可以将硫醇转化为二硫化物，生成了新的 污染物，没有达到彻底脱硫的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硫效果好、制备工艺简单的催化剂及其制备方法。为了达到上述目的，本发明提供了一种稀土脱硫催化剂，其特征在于，由稀土 30-95重量份、粘合剂3-20重量份以及金属氧化物混合物2-50重量份组成。所述稀土为氧化铈和氧化锆的混合物。所述粘合剂为分子量20000-2000000的聚乙烯醇。所述金属氧化物混合物由氧化铜1-9重量份、氧化铁1-8重量份、氧化铝1-7重量 份、氧化镍1-7重量份、氧化锰1-9重量份、氧化钴1-4重量份和氧化锌1-6重量份组成。本发明还提供了上述稀土脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为 第一步、将稀土和粘合剂按比例混合，将所得混合物在活性金属盐或碱混合溶液中浸
渍2-20小时，所述的活性金属盐或碱混合溶液为铜盐、铁盐、铝盐、镍盐、锰盐、钴盐和锌盐 的混合溶液，混合溶液中金属离子总浓度为0. 01-30% ；
第二步、将第一步的浸渍液过滤，洗涤，所得固体在80-200°C干燥2-20小时；将干燥后 的固体在200-800°C焙烧2-10小时得到稀土精脱硫催化剂成品。所述的铜盐为醋酸铜、硫酸铜和硝酸铜中的一种或两种以上的混合物。所述的铁盐为硫酸铁、硝酸铁或其混合物。所述的铝盐为硝酸铝、硫酸铝或其混合物。所述的镍盐为醋酸镍、硝酸镍、硫酸镍和氢氧化镍中的一种或两种以上的混合物。所述的锰盐为硝酸锰、硫酸锰和醋酸锰中的一种或两种以上的混合物。所述的钴盐为醋酸钴、硝酸钴和硫酸钴中的一种或两种以上的混合物。
所述的锌盐为醋酸锌、硝酸锌和硫酸锌中的一种或两种以上的混合物。所得的稀土脱硫催化剂的比表面积为0. 1-200 m2/g。本发明与现有技术相比，优点如下
(1)制备过程无污染，产率高达85-95%，具有50-250°C加热可再生的优点，使用寿命 长达10-30年。(2)能够去除S02、H2S, CH3SH,甲基硫醚等含硫气体的高效脱硫催化剂，去除率达 100 %，该催化剂可将SO2等高价态硫氧化成SO3,用水处理后回收得到硫酸；此催化剂可将 H2S, CH3SH,甲基硫醚等低价态硫氧化成单质硫，回收得到硫磺。(3)本发明具有工艺简单、原料广泛、价格低廉、无污染、脱硫效率高等优点，可用 于城市污水处理厂、天然气开采场、人造丝厂、粘胶厂、垃圾处理厂、硫化颜料厂、火力发电 厂、硫酸厂、汽车进气口脱硫等领域。
具体实施例方式下面结合实施例来具体说明本发明。实施例1
一种稀土脱硫催化剂，由稀土 20g、粘合剂5g以及金属氧化物混合物20. 4g组成。所述 稀土为氧化铈和氧化锆的混合物。粘合剂为分子量20000的聚乙烯醇。金属氧化物混合物 为氧化铜4. 6g、氧化铁4. 5g、氧化铝4. 6g、氧化镍2. 5g、氧化锰1. 8g、氧化钴0. 8g和氧化锌 1. 6g的混合物。其制备方法为将IOg氧化铈、IOg氧化锆、5g分子量20000的聚乙烯醇混合均勻， 加入到200mL 5%硫酸铜、4%硫酸铁、5%硝酸铝、3%醋酸镍、2%硝酸锰、1%醋酸钴和2%醋酸 锌的水溶液中浸渍2小时，然后过滤，洗涤，将得到的固体在200°C干燥2小时，然后将烘干 后的混合物在800°C焙烧2小时得到比表面积100 m2/g的催化剂成品。该催化剂常温下对 1 wt%硫化氢气体的去除率达到98%。实施例2
一种稀土脱硫催化剂，由稀土 30g、粘合剂8g以及金属氧化物混合物34. Sg组成。所述 稀土为氧化铈和氧化锆的混合物。粘合剂为分子量2000000的聚乙烯醇。金属氧化物混合 物为氧化铜2. 6g、氧化铁8. 6g、氧化铝5. 3g、氧化镍4. 9g、氧化锰5g、氧化钴4. 8g和氧化锌 3. 6g的混合物。其制备方法为将15g氧化铈、15g氧化锆、8g分子量2000000的聚乙烯醇混合均 勻，加入到300mL 2%醋酸铜、3%硝酸铁、6%硫酸铝、4%硝酸镍、3%硫酸锰、4%硝酸钴和3%硝 酸锌的水溶液中浸渍20小时，然后过滤，洗涤，将得到的固体在80°C干燥20小时，然后将烘 干后的混合物在500°C焙烧3小时得到比表面积50 m2/g的催化剂成品。该催化剂常温下 对0. 08 wt% 二硫化碳气体的去除率达到99. 5%。实施例3
一种稀土脱硫催化剂，由稀土 25g、粘合剂6g以及金属氧化物混合物18. 9g组成。所述 稀土为氧化铈和氧化锆的混合物。粘合剂为分子量30000的聚乙烯醇。金属氧化物混合物 为氧化铜lg、氧化铁5. 5g、氧化铝5. 6g、氧化镍lg、氧化锰2. 8g、氧化钴Ig和氧化锌2g的 混合物。
4
其制备方法为将12g氧化铈、13g氧化锆、6g分子量30000的聚乙烯醇混合均勻， 加入到250mL 1%醋酸铜、4%硫酸铁、5%硝酸铝、1%醋酸镍、2%硫酸锰、1%硝酸钴和2%硝酸 锌的水溶液中浸渍10小时，然后过滤，洗涤，将得到的固体在80°C干燥10小时，然后将烘干 后的混合物在200°C焙烧4小时得到比表面积200 m2/g的催化剂成品。该催化剂常温下对 1 wt% 二氧化硫气体的去除率达到100%。实施例4
一种稀土脱硫催化剂，由稀土 20g、粘合剂3g以及金属氧化物混合物6. 3g组成。所述 稀土为氧化铈和氧化锆的混合物。粘合剂为分子量200000的聚乙烯醇。金属氧化物混合 物为氧化铜0. 4g、氧化铁lg、氧化铝0. 9g、氧化镍1. 6g、氧化锰0. 5g、氧化钴0. 9g和氧化锌 Ig的混合物。其制备方法为将Ilg氧化铈、9g氧化锆、3g分子量200000的聚乙烯醇混合均勻， 加入到IOOmL 1%硝酸铜、2%硫酸铁、2%硝酸铝、3%硫酸镍、1%醋酸锰、2%硫酸钴和2%硫酸 锌的水溶液中浸渍5小时，然后过滤，洗涤，将得到的固体在80°C干燥5小时，然后将烘干后 的混合物在400°C焙烧10小时得到比表面积80 m2/g的催化剂成品。该催化剂常温下对1 wt%甲基硫醇气体的去除率达到99. 7%。实施例5
一种稀土脱硫催化剂，由稀土 16g、粘合剂2g以及金属氧化物混合物15. 85g组成。所 述稀土为氧化铈和氧化锆的混合物。粘合剂为分子量900000的聚乙烯醇。金属氧化物混 合物为氧化铜1. 6g、氧化铁1. 7g、氧化铝2g、氧化镍4g、氧化锰4. 3g、氧化钴1. 5g和氧化锌 0. 75g的混合物。其制备方法为将9g氧化铈、7g氧化锆、2g分子量900000的聚乙烯醇混合均勻， 加入到180mL 2%硫酸铜、1%硝酸铁、4%硫酸铝、3%氢氧化镍、5%硝酸锰、2%醋酸钴和1%醋 酸锌的水溶液中浸渍9小时，然后过滤，洗涤，将得到的固体在100°C干燥6小时，然后将烘 干后的混合物在800°C焙烧8小时得到比表面积150 m2/g的催化剂成品。该催化剂常温下 对0. 86 wt%硫化氢气体的去除率达到99. 8%。实施例6
一种稀土脱硫催化剂，由稀土 23g、粘合剂Ig以及金属氧化物混合物23. Sg组成。所述 稀土为氧化铈和氧化锆的混合物。粘合剂为分子量700000的聚乙烯醇。金属氧化物混合 物为氧化铜5. 6g、氧化铁4. 2g、氧化铝3. 4g、氧化镍2. 4g、氧化锰3. 2g、氧化钴2. 4g和氧化 锌2. 6g的混合物。其制备方法为将12g氧化铈、Ilg氧化锆、Ig分子量700000的聚乙烯醇混合均 勻，加入到200mL 5%硫酸铜、1%硝酸铜、2%硫酸铁、1%硝酸铁、3%硝酸铝、1%硫酸铝、2%醋 酸镍、1%硝酸镍、1%硝酸锰、2%硫酸锰、1%醋酸钴、2%硝酸钴、1%硝酸锌和2%醋酸锌的水溶 液中浸渍2小时，然后过滤，洗涤，将得到的固体在120°C干燥2小时，然后将烘干后的混合 物在600°C焙烧2小时得到比表面积110 m2/g的催化剂成品。该催化剂常温下对1衬％硫 化氢气体的去除率达到98%。实施例7
一种稀土脱硫催化剂，由稀土 35g、粘合剂3g以及金属氧化物混合物75. 9g组成。所述 稀土为氧化铈和氧化锆的混合物。粘合剂为分子量1000000的聚乙烯醇。金属氧化物混合
5物为氧化铜10g、氧化铁5. 7g、氧化铝4. 4g、氧化镍16. 3g、氧化锰17g、氧化钴13. 5g和氧化 锌9g的混合物。其制备方法为将17g氧化铈、18g氧化锆、3g分子量1000000的聚乙烯醇混合均 勻，加入到300mL 2%醋酸铜、5%硫酸铜、2%硝酸铁、5%硫酸铝、4%硝酸镍、7%硫酸镍、3%硫 酸锰、8%醋酸锰、4%硝酸钴、6%硫酸钴、4%硫酸锌和3%硝酸锌的水溶液中浸渍10小时，然 后过滤，洗涤，将得到的固体在130°C干燥10小时，然后将烘干后的混合物在650°C焙烧3 小时得到比表面积100 m2/g的催化剂成品。该催化剂常温下对0.08衬％二硫化碳气体的 去除率达到99. 5%。实施例8
一种稀土脱硫催化剂，由稀土 41g、粘合剂Ig以及金属氧化物混合物49. Ig组成。所述 稀土为氧化铈和氧化锆的混合物。粘合剂为分子量400000的聚乙烯醇。金属氧化物混合 物为氧化铜3g、氧化铁12. 8g、氧化铝6. 6g、氧化镍7. 8g、氧化锰6g、氧化钴4. 6g和氧化锌 8. 3g的混合物。其制备方法为将20g氧化铈、21g氧化锆、Ig分子量400000的聚乙烯醇混合均 勻，加入到250mL 1%醋酸铜、2%硝酸铜、4%硫酸铁、3%硝酸铁、5%硝酸铝、1%硫酸铝、1%醋 酸镍、5%硫酸镍、2%醋酸锰、3%硝酸锰、1%硝酸钴、3%硫酸钴、5%硫酸锌和2%硝酸锌的水溶 液中浸渍10小时，然后过滤，洗涤，将得到的固体在150°C干燥5小时，然后将烘干后的混 合物在200°C焙烧4小时得到比表面积200 m2/g的催化剂成品。该催化剂常温下对1 wt% 二氧化硫气体的去除率达到100%。
权利要求
一种稀土脱硫催化剂，其特征在于，由稀土30 95重量份、粘合剂3 20重量份以及金属氧化物混合物2 50重量份组成。
2.如权利要求1所述的稀土脱硫催化剂，其特征在于，所述稀土为氧化铈和氧化锆的 混合物。
3.如权利要求1所述的稀土脱硫催化剂，其特征在于，所述粘合剂为分子量 20000-2000000的聚乙烯醇。
4.如权利要求1所述的稀土脱硫催化剂，其特征在于，所述金属氧化物混合物由氧化 铜1-9重量份、氧化铁1-8重量份、氧化铝1-7重量份、氧化镍1-7重量份、氧化锰1-9重量 份、氧化钴1-4重量份和氧化锌1-6重量份组成。
5.权利要求1所述的稀土脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为第一步、将稀土和粘合剂按比例混合，将所得混合物在活性金属盐或碱混合溶液中浸渍2-20小时，所述的活性金属盐或碱混合溶液为铜盐、铁盐、铝盐、镍盐、锰盐、钴盐和锌盐 中的两种以上的混合溶液，混合溶液中金属离子总浓度为0. 01-30% ；第二步、将第一步的浸渍液过滤，洗涤，所得固体在80-200°C干燥2-20小时；将干燥后 的固体在200-800°C焙烧2-10小时得到稀土精脱硫催化剂成品。
6.如权利要求5所述的稀土脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述第一步中的铜 盐为醋酸铜、硫酸铜和硝酸铜中的一种或两种以上的混合物；铁盐为硫酸铁、硝酸铁或其混 合物；铝盐为硝酸铝、硫酸铝或其混合物；镍盐为醋酸镍、硝酸镍、硫酸镍和氢氧化镍中的 一种或两种以上的混合物；锰盐为硝酸锰、硫酸锰和醋酸锰中的一种或两种以上的混合物； 钴盐为醋酸钴、硝酸钴和硫酸钴中的一种或两种以上的混合物；锌盐为醋酸锌、硝酸锌和硫 酸锌中的一种或两种以上的混合物。
7.如权利要求5所述的稀土脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所得的稀土脱硫催 化剂的比表面积为0. 1-200 m2/g。
全文摘要
本发明提供了一种稀土脱硫催化剂及其制备方法。所述的稀土脱硫催化剂由稀土、粘合剂以及金属氧化物混合物组成。所述的制备方法为将稀土和粘合剂按比例混合，将所得混合物在活性金属盐或碱混合溶液中浸渍，所述的活性金属盐或碱混合溶液为铜盐、铁盐、铝盐、镍盐、锰盐、钴盐和锌盐中的两种以上的混合溶液；过滤，洗涤，干燥，焙烧得到稀土精脱硫催化剂成品。本发明的优点是脱硫效果好、制备工艺简单。
文档编号B01D53/48GK101966470SQ20101028977
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者丁彬, 俞建勇, 孙刚, 毛雪 申请人:东华大学