专利名称：一种用于处理废气中二氧化硫的催化剂及其应用方法
技术领域：
本发明属于催化剂及其应用方法，具体地说涉及一种用于处理废气中SO2的催化剂及其应用方法。
烟道气脱硫是目前控制燃煤锅炉SO2排放的有效途径，可大致分成两类，即湿法脱硫工艺和干法工艺。其中湿法工艺尽管在现有工业装置中占有绝对优势，但因存在过程耗水量大，生成的副产物受使用的限制易造成二次污染，脱硫后烟气温度低无法自行排烟，设备庞大、占地大难于与现有工业锅炉匹配等缺点，近年对干法脱硫的研究呈上升趋势。干法脱硫工艺一般由脱硫和再生两步构成。再生可采用还原性气氛或惰性气氛，硫大多以高浓度SO2释放出来，因此无氧气氛中较高浓度SO2的处理是一个重要课题。目前高浓度SO2一般可被制成三种产品液体SO2、硫酸和硫磺。将SO2还原成硫磺因工艺简单，产品固体硫磺易于加工、储存和运输，可满足不同工业对硫的需求，显示出极强的工业应用前景。
早在三十年代，人们就对SO2的还原行为开始进行研究。所用过的还原剂有炭材料、烃类等，但均存在还原温度偏高，难于在工业上应用。USPatent 2026819(1936)Boswell用H2作为还原剂，以多孔材料(如石棉、硅藻土和多孔砖)负载Fe,Co,Ni为催化剂，最佳条件480℃，H2/SO2摩尔比3.0下获得的SO2转化率为77％，生成元素硫的产率为46％。其中SO2转化率为反应器进出口SO2的浓度差与进口浓度之比。Sang Cheol Paik和Jong Shik Chung在Applied Catalysis B:Environmental杂志，1995年第5期233-243页公开了以H2为还原剂对SO2的还原，所用的催化剂为Co-Mo/Al2O3，该催化剂有下列缺点(1).使用空速较低(3000h-1)，硫产率只能达到80％。
(2).Co-Mo/Al2O3催化剂制备过程较复杂，成本高。
本发明的目的是提供一种成本低且适用于高空速下处理废气中SO2的催化剂及其应用方法。
本发明的催化剂是采用活性焦为载体，担载Co-Mo。
催化剂的各组份重量百分比如下活性焦 80-98％Co 1-10％Mo 1-10％
催化剂的具体制备方法如下1．将水蒸汽活化工业半焦得到的活性焦破碎、筛分，得到28-60目粒度的活性焦；2．将上述的活性焦在常温-80℃温度下，用浓硝酸氧化处理0.5-2小时，水洗至中性，然后干燥；3．根据上述催化剂的组成，将含有前驱物Co(NO3)2·6H2O和(NH4)6Mo7O24·4H2O的溶液按催化剂的组成混合后，与活性焦载体等体积混合，静置2小时后干燥，即得到本发明的催化剂。
上述催化剂使用时要进行硫化处理，硫化条件为温度200-400℃，气氛1-50％H2S，平衡气H2，时间1-2小时。
催化剂用于处理废气中二氧化硫，应用方法如下将硫化处理过的催化剂装入反应器中，将含有1-20VOl％SO2的废气和H2按如下摩尔比H2∶SO2=2-4∶1，分别通过质量流量计进入混合器，混合后的气体预热后进入反应器，在250-400℃温度下，空速为3000-20000L/kgcat·h的反应条件下反应，反应后气体经冷凝器冷凝得到固体硫磺。
本发明与现有技术相比具有如下优点1．由于催化剂采用廉价活性焦为载体，活性焦具有发达的微孔结构，表面的弱酸性，以及与金属弱的相互作用等特点，同氧化物载体相比具有良好的活性，选择性和稳定性，且成本低。
2．本发明的催化剂与Co-Mo/AL2O3相比在相同的还原温度下，空速增加一倍，仍具有高的硫产率，最高达85％。
本发明的实施例如下实施例1(1)将水蒸汽活化工业半焦得到的活性焦破碎、筛分、得到28-60目粒度的活性焦。
(2)将上述的活性焦在60℃下，用浓硝酸氧化处理1小时，水洗至中性，然后干燥。
(3)根据最终催化剂的组成，将含有前驱物Co(NO3)2·6H2O和(NH4)6Mo7O24·4H2O的溶液与载体活性焦等体积混合，静置2小时后干燥，即得到本发明的催化剂。
上述催化剂使用时将要进行硫化处理，硫化条件为温度400℃，气氛10％，H2S，平衡气H2，时间2小时。
催化剂用于处理废气中二氧化硫应用方法如下将硫化处理过的催化剂装入反应器中，将含有1-20VOl％SO2的废气和H2按如下摩尔比H2∶SO2=3∶1分别通过质量流量计进入混合器，混合后的气体预热后进入反应器，在300℃温度下，空速为6000L/kgcat·h的反应条件下反应，反应后气体经冷凝器冷凝得到固体硫磺。
其它实施例2-11步骤同实施例1，数据见表1。
附表权利要求
1．一种用于处理废气中二氧化硫的催化剂，采用活性焦为载体，担载Co-Mo其特征在于催化剂的各组份重量百分比为活性焦 80-98％Co 1-10％Mo 1-10％。
2．一种用于处理废气中二氧化硫的催化剂及其应用方法，其特征在于应用方法如下将硫化处理过的催化剂装入反应器中，将含有1-20VOl％SO2的废气和H2按如下摩尔比H2∶SO2=2-4∶1，分别通过质量流量计进入混合器，混合后的气体预热后，进入反应器，在250-400℃温度下，空速为3000-20000L/kgcat的反应条件下反应，反应后气体经冷凝器冷凝得到固体硫磺。
全文摘要
一种用于处理废气中二氧化硫的催化剂及其应用方法,催化剂的各组份重量比为活性焦80—98%,Co1—10%,Mo1—10%。催化剂经硫化处理后,用于氢气选择性催化还原SO
文档编号B01D53/50GK1298755SQ99126798
公开日2001年6月13日 申请日期1999年12月8日 优先权日1999年12月8日
发明者刘振宇, 刘守军, 朱珍平, 牛宏贤 申请人:中国科学院山西煤炭化学研究所