[发明专利]催化氧化元素硫及硫化物的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种催化氧化元素硫及硫化物的催化剂及其制备方法和应用。催化氧化元素硫及硫化物的催化剂包括活性组分、助剂和载体，活性组分是氧化铁、氧化镁和锰氧化物的混合物，助剂是过渡元素化合物，载体是三氧化二铁、氧化铝和二氧化钛的混合物。本发明具有成本低、节能、环保无污染、效益高的特点。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种催化氧化元素硫及硫化物的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

在传统硫磺回收工艺如克劳斯或其衍生工艺(超级克劳斯、超优克劳斯等)中，最终转化率可达99％，甚至更高，但剩余未反应的硫化物及气态硫磺仍需经过蓄热式焚烧炉、烟筒等方式氧化成二氧化硫外排或进行其他处理，来实现最终的达标。同样针对新型选择性氧化脱硫工艺及其他硫回收工艺，都无法解决超低浓度硫化氢(10-100ppm)的处理问题。随着环保标准的日益提高，现行硫回收工艺无法处理低浓度及气态硫磺，尾气无法达标等不可回避的缺点日益突出。在严格的排放标准和多变的硫回收条件下面临应用瓶颈，甚至限制着企业的发展与威胁到企业的生存。

在此背景下，低温高效催化氧化元素硫及硫化物成二氧化硫的催化剂有效解决了低浓度硫化物不能彻底转化成可有效处理的二氧化硫或硫磺的问题，同时亦解决了气态硫磺在工艺中由于本身特性而引起的堵管、催化剂失活、提高排放浓度等问题，为企业达标硫排放提供了有效的保证和新的发展方向，成为新兴的硫回收工艺。该方法是将硫化氢、硫磺单质、羰基硫、硫醇等和空气经过该催化剂催化氧化成二氧化硫，采用低温高转化率的催化剂，使得反应过程中非氧化态硫完全转化为二氧化硫。主要反应如下：

2H₂S+3O₂→2SO₂+2H₂O (1)

2COS+3O₂→2SO₂+2CO₂ (2)

S_X+XO₂→XSO₂ (3)

CH₃SH+3O₂→SO₂+CO₂+2H₂O (4)

该工艺中反应不受热力学平衡限制，因此从理论上来说可以达到极高的转化率；同时，反应温度在催化剂存在下可低至120℃，放热大，氧耗低，必须采用合适的反应条件来控制。该工艺要满足工业应用的条件，满足严格的排放标准，对催化剂和工艺提出了较高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化氧化元素硫及硫化物的催化剂，低温活性好、转化率高；本发明同时提供了催化氧化元素硫及硫化物的催化剂的制备方法和应用，科学合理、简单易行。

本发明所述的催化氧化元素硫及硫化物的催化剂，包括活性组分、助剂和载体，其特征在于活性组分是氧化铁、氧化镁和锰氧化物的混合物，助剂是过渡元素化合物，载体是三氧化二铁、氧化铝和二氧化钛的混合物。

以质量百分比计，催化剂各组分含量如下：

活性组分 0.25-15％

助剂 0.05-15％

载体 余量。

所述的活性组分中氧化铁、氧化镁和锰氧化物的质量比为1-10:1-30:1。

所述的过渡元素化合物为钼化合物、钯化合物、铜化合物、铈化合物或铌化合物中的一种或几种，优选钼化合物或铜化合物中的一种或两种。