专利名称：一种使用V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/炭基载体催化剂制备硫磺的方法
技术领域：
本发明属于一种制备硫磺的方法，具体地说涉及一种V2CV炭基载体催化剂在含CO的气氛中催化还原S02制备硫磺的方法。
背景技术：
煤炭是我国最主要的一次能源，燃煤排放的so2是大气最主要的污染物之一，对环境及人类的危害极大，严格控制S02的排放是很有必要的。目前，工业上最常用的燃煤烟气脱硫技术是采用碱性物质与烟气中的S02反应，生成碱金属的硫酸盐以达到脱硫的目的，但生成的这些碱金属硫酸盐大多难以有效利用， 一般采用丢弃、填埋或储存来处 理，这样会形成大量的固体废弃物，导致新的环境问题，而在一些吸收和吸附工艺中，被固定下来的硫可以通过再生释放出浓的S02(lnd. Eng. Chem. Res.,2006,45: 4582-4588 ; 新型炭材 料,2004，19(3):179-185)，再生脱附的S02可进一步处理，生成资源化 产物。加大回收硫在硫资源开发利用中的比重对于保护环境，增加经济 效益，贯彻循环经济，实现"废物"资源化，降低我国硫资源的对外 依存度等都是非常有意义的。而最理想的硫资源化方案就是将再生脱 附的S02转化为便于运输、储存和加工的固体工业原料硫磺。目前， 还原S02制备硫磺技术所需的温度较高，大多都在500°C以上(化学 通报，1999,8: 1-7)。 发明内容本发明的目的在于提供一种简单、低温、高效的V2(V炭基载体催 化剂在含CO的气氛中催化还原S02制备硫磺的方法。本发明的钒炭基催化剂采用等体积浸渍法制备。首先，取一定量 预先制好的活性金属组分的溶液，等体积均匀浸渍到炭基载体上，在 室温下放置2-5小时，再在50。C下干燥2-12小时，而后在ll(fC下 干燥2-8小时。最后，在300-500。C惰性气氛下煅烧2-6小时，250°C 空气中预氧化2-5小时，即可制得V20s担载量为0.1wt。/。-5wt。/。的V2(VAC催化剂，具体的制备方法见燃料化学学报，2005, 33 (1): 6-11。将S02与含CO的气氛混合，使得气氛中CO与S02的摩尔比为 1-6: 1，在空速500-20000ml/g-h，温度为220-450°C的条件下通过按上述方法制得的钒炭催化剂，于是S02被还原为资源化产物硫磺。如上所述的炭基载体为活性炭，活性焦，蜂窝状活性炭，活性炭 纤维。本发明同现有技术相比有以下优点1、 该方法可以在较低的温度下制得硫磺。2、 该方法下，硫磺的选择性和产率都较高。3、 避免了二次污染，降低了脱硫的综合成本，具有很大的经济吸引力。
具体实施方式
实施例1取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等 体积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V20s担 载量lwt。/。的V2(VAC催化齐ij。在CO/S02的摩尔比为1.58的气氛下， 空速5000ml/g七，温度为350°C，催化剂活性稳定时，S02转化率约 为68%，硫磺产率约为68%。实施例2取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等 体积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V20s担 载量lwt。/。的V205/AC催化剂。在CO/S02的摩尔比为2.0的气氛下， 空速卯00ml/g'h，温度为330°C，催化剂活性稳定时，S02转化率约 为57%，硫磺产率约为57%。实施例3取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4VQ3草酸溶液，等体积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V20s担 载量lwt。/。的V205/AC催化剂。在CO/S02的摩尔比为1.88的气氛下， 空速10000ml/g七，温度为350。C，催化剂活性稳定时，S02转化率约 为71%，硫磺产率约为71%。 实施例4取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等 体积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V20s担 载量lwt。/。的V2Os/AC催化剂。在CO/S02的摩尔比为2.04的气氛下， 空速15000ml/g七，温度为350。C，催化剂活性稳定时，S02转化率约 为89%，硫磺产率约为89%。实施例5取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等 体积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得￥205担 载量lwt。/。的V205/AC催化剂。在CO/S02的摩尔比为3.0的气氛下， 空速1000ml/g七，温度为350°C，催化剂活性稳定时，S02转化率约 为96%,硫磺产率低于96%。实施例6取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等 体积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V20s担 载量0.5wt。/。的V205/AC催化剂。在CO/S02的摩尔比为2.0的气氛下， 空速9000ml/g七，温度为350°C，催化剂活性稳定时，S02转化率约 为90%，硫磺产率约为90%。实施例7取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NKUV03草酸溶液，等 体积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V20s担 载量2wt。/。的V2〇5/AC催化剂。在CO/S02的摩尔比为2.0的气氛下， 空速9000ml/g七，温度为350°C,催化剂活性稳定时，S02转化率约 为77%，硫磺产率约为77%。实施例8取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等 体积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在11(TC下千燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V20s担 载量lwt。/。的V205/AC催化剂。在CO/S02的摩尔比为2.0的气氛下， 空速10000ml/g七，温度为400。C，催化剂活性稳定时，S02转化率约 为79%，硫磺产率约为79%。实施例9取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等 体积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50。C 下干燥8小时，而后在11(TC下干燥6小时。最后，在300-500。C惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V205担 载量lwt。/o的V205/AC催化剂。在CO/S02的摩尔比为2.0的气氛下， 空速20000ml/g，h，温度为450。C，催化剂活性稳定时，S02转化率约 为54%，硫磺产率约为54%。实施例10取一定量预先制好钒浓度为0.0778g/ml的NH4V03草酸溶液，等 体积均匀浸渍到30-60目的活性炭上，在室温下放置2小时，再在50°C 下干燥8小时，而后在110。C下干燥6小时。最后，在3OO-50(fC惰 性气氛下煅烧5小时，250°C空气中预氧化5小时即可制得V205担 载量lwt。/。的V2〇5/AC催化剂。在CO/S02的摩尔比为5.0的气氛下， 空速500ml/g七，温度为300。C，催化剂活性稳定时，S02转化率约为 19%，硫磺产率低于19%。
权利要求
1、一种使用V2O5/炭基载体催化剂制备硫磺的方法，其特征在于包括如下步骤将SO2与含CO的气氛混合，使得气氛中CO与SO2的摩尔比为1-6∶1，在空速500-20000ml/g·h，温度为220-450℃的条件下通过V2O5担载量为0.1wt％-5wt％的V2O5/炭基载体的催化剂，SO2被还原为硫磺。
2、 如权利要求1所述的一种使用V2(V炭基载体催化剂制备硫磺的方 法，其特征在于所述的V2CV炭基载体的催化剂是由如下方法制备。 首先，取预先制好的活性金属组分的溶液，等体积均匀浸渍到炭基载 体上，在室温下放置2-5小时，再在50。C下干燥2-12小时，而后在 110°C下干燥2-8小时。最后，在300-500°C惰性气氛下煅烧2-6小 时，250°C空气中预氧化2-5小时，即可制得V205担载量为 0.1wt。/o-5wt。/。的V205/AC催化剂。
3、 如权利要求2所述的一种使用VA/炭基载体催化剂制备硫磺的方 法，其特征在于所述的炭基载体为活性炭、活性焦、蜂窝状活性炭或 活性炭纤维。
全文摘要
一种使用V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/炭基载体催化剂制备硫磺的方法是将SO<sub>2</sub>与含CO的气氛混合，使得气氛中CO与SO<sub>2</sub>的摩尔比为1-6∶1，在空速500-20000ml/g·h，温度为220-450℃的条件下通过V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>担载量为0.1wt％-5wt％的V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/炭基载体的催化剂，SO<sub>2</sub>被还原为硫磺。本发明具有在较低的温度下制得硫磺，选择性和产率都较高。避免了二次污染，降低了脱硫的综合成本的优点。
文档编号B01J32/00GK101264866SQ20081005483
公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者睿 张, 牛宏贤, 黄张根 申请人:中国科学院山西煤炭化学研究所