一种脱硫催化剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及大气污染治理领域，具体涉及一种脱硫催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、我国so2污染严重，每年向大气中排放的so2约2000万吨，然而烟气中的so2对环境和动植物的危害极大，so2与空气中的水分子结合会产生酸雨，酸雨沉积下渗进入泥土和地下水源还会造成二次污染。同时，so2本身也具有较强的毒性，会刺激人体的呼吸道，造成一系列疾病的爆发。随着“循环经济、清洁生产、和谐社会”等科学发展观逐渐深入人心，国家对二氧化硫造成的空气污染的重视程度不断提高，同时，相关环保法规的制订与实施也使得治理含so2的烟气污染的工作势在必行。

2、活性炭因其较高的稳定性、较高的比表面积和特殊的表面化学特性被广泛应用于烟气脱硫。如专利cn105032389a以活性炭为载体，通过浸渍法在表面负载mn-ce双金属，实现低温下的精度脱硫。又如专利cn105056964a也采用浸渍法在活性炭上负载ni-ce双金属制备出具有宽温区的脱硫催化剂。上述两件专利采用的浸渍法虽然步骤简单，但是其金属纳米粒子容易团聚，使得活性组分在浸渍过程中团聚从而造成催化活性下降。另外，上述两件专利均使用成品活性炭，孔隙结构会受原始活性炭载体的限制，虽然成品活性炭通常具有较高的比表面积，但其比表面积基本归结于微纳孔道结构，毫米、微米、亚微米级别的孔道相对较少，在脱硫过程中，由于so2氧化成so3，部分孔道会被堵塞从而使催化剂的效率降低。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的脱硫催化剂活性低的问题，提供一种脱硫催化剂及其制备方法和应用，该脱硫催化剂具有催化活性高的优势。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种制备脱硫催化剂的方法，该方法包括以下步骤：

3、(1)将活性组分前驱物溶液与改性淀粉混合进行反应，然后进行过滤、干燥和粉磨，得到物料a；

4、(2)将物料a、结构助剂、粘结剂和水混合，捏合后进行膨化，得到物料b；

5、(3)将物料b在惰性气氛中焙烧。

6、优选地，步骤(1)中，所述活性组分前驱物选自锰盐、铈盐或钴盐。

7、优选地，所述活性组分前驱物溶液的浓度为1～2g/l。

8、优选地，所述改性淀粉选自羧甲基淀粉、磷酸酯淀粉或氧化淀粉。

9、优选地，步骤(1)中，所述混合的方式为搅拌。

10、优选地，所述混合的时间为1～2h。

11、优选地，步骤(2)中，所述结构助剂选自聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。

12、优选地，所述粘结剂选自羧甲基纤维素、聚氧化乙烯或聚乙烯醇。

13、优选地，步骤(2)中，物料a与结构助剂的用量的重量比为100:3～5。

14、优选地，步骤(2)中，物料a与粘结剂的用量的重量比为100:1～3。

15、优选地，步骤(2)中，物料a与水的用量的重量比为100:10～15。

16、优选地，步骤(2)中，所述膨化的条件包括：温度为130～180℃，螺杆转速为350～450rad/min。

17、优选地，步骤(3)中，所述焙烧的条件包括：温度为500～600℃，时间为2～4h。

18、优选地，所述惰性气氛为氮气气氛、氩气气氛或氦气气氛。

19、本发明第二方面提供了上述方法制备的脱硫催化剂。

20、本发明第三方面提供了上述脱硫催化剂在脱硫中的应用。

21、本发明第四方面提供了一种脱除二氧化硫的方法，将含有二氧化硫的混合气体与上述脱硫催化剂进行混合接触。

22、优选地，混合接触的温度为100～250℃。

23、本发明所述的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

24、(1)采用本发明所述的方法，改性淀粉与活性组分前驱物溶液发生络合反应而沉淀，将活性组分离子靶向固定在淀粉碳链上，避免了活性组分离子的团聚问题；

25、(2)采用本发明所述的方法制备的脱硫催化剂利用膨化技术形成泡沫状结构，因此脱硫催化剂的比表面积增大，且脱硫催化剂具有毫米/微米/亚微米/纳米孔道结构，从而提高催化剂的催化效率、实用性和寿命；

26、(3)本发明所述的脱硫催化剂制备工艺简单、成本低廉。

技术特征：

1.一种制备脱硫催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述活性组分前驱物选自锰盐、铈盐或钴盐；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合的方式为搅拌；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述结构助剂选自聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，物料a与结构助剂的用量的重量比为100:3～5；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述膨化的条件包括：温度为130～180℃，螺杆转速为350～450rad/min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述焙烧的条件包括：温度为500～600℃，时间为2～4h；

8.权利要求1-7中任意一项所述的方法制备的脱硫催化剂。

9.权利要求8所述的脱硫催化剂在脱硫中的应用。

10.一种脱除二氧化硫的方法，其特征在于，将含有二氧化硫的混合气体与权利要求8所述的脱硫催化剂进行混合接触；

技术总结
本发明涉及大气污染治理领域，公开了一种脱硫催化剂及其制备方法和应用，该方法包括以下步骤：(1)将活性组分前驱物溶液与改性淀粉混合进行反应，然后进行过滤、干燥和粉磨，得到物料A；(2)将物料A、结构助剂、粘结剂和水混合，捏合后进行膨化，得到物料B；(3)将物料B在惰性气氛中焙烧。采用该方法制备的脱硫催化剂具有泡沫状结构比表面积大，活性组分分布均匀，催化效果好，脱硫效率高，且制备工艺简单、成本低廉。

技术研发人员：柏源,雒建中,潘杨,庄柯,韦飞,周凯,周香,王梦勤,朱鸿
受保护的技术使用者：国电环境保护研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15