[发明专利]一种低温脱硫催化剂及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种低温脱硫催化剂及其制备方法和应用，属于低温催化脱硫技术领域。该低温脱硫催化剂包括活性组分和载体，所述活性组分为V₂O₅，所述载体为水蒸气改性炭载体，钒占催化剂总质量的1～10wt％。将较难处理的板栗壳炭材料作为炭载体，变废为宝，提高了板栗壳炭载体对SO₂吸附性能和V₂O₅在板栗壳炭载体上的分散性，经过水蒸气处理的板栗壳炭载体，提高了SO₂的转化效果，该低温脱硫催化剂的吸附和催化氧化作用相辅相成，提高了对SO₂的去除效果。

技术领域

本申请涉及一种低温脱硫催化剂及其制备方法和应用，属于低温催化脱硫技术领域。

背景技术

二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一。它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病，严重时还会使人死亡。空气中的二氧化硫会部分被氧化成三氧化硫并形成酸雾，随雨水降下成为酸雨。

目前，世界各国对烟气脱硫都非常重视，已经开发了多种行之有效的脱硫技术。炭法烟气脱硫是一种以炭材料为脱硫剂，利用其催化、吸附性能净化SO₂的方法，其产物可以浓SO₂、硫酸或硫磺等多种形式回收利用，是较符合我国国情的烟气脱硫技术。

然而，对于燃煤烟气，SO₂排放量大，而炭材料的吸附容量有限，因而带来较大的使用量和较高的处理费用，严重阻碍了炭法烟气脱硫技术的产业化进程。如果能在吸附过程的基础上实现SO₂的催化氧化，则将大大提高烟气脱硫的效率，减轻SO₂污染的沉重负担。现有催化剂普遍存在活性组分在炭材料上分散性差、易结块的问题，降低了SO₂催化氧化性能，减小了SO₂的去除容量。

因此，亟待开发一种低温脱硫催化剂，以提高SO₂的脱除效率。

发明内容

为了解决上述问题，提供了一种低温脱硫催化剂及其制备方法和应用，将较难处理的板栗壳炭材料作为炭载体，变废为宝，提高了板栗壳炭载体对SO₂吸附性能和V₂O₅在板栗壳炭载体上的分散性，经过水蒸气处理的板栗壳炭载体，提高了SO₂的转化效果，该低温脱硫催化剂的吸附和催化氧化作用相辅相成，提高了对SO₂的去除效果。

本发明提供以下的技术方案：

一种低温脱硫催化剂，包括活性组分和载体，所述活性组分为V₂O₅，所述载体为水蒸气改性炭载体，钒占催化剂总质量的1～10wt％，优选为4wt％。

优选地，所述水蒸气改性炭载体为经过水蒸气处理的板栗壳炭载体。

优选地，所述水蒸气改性炭载体的处理过程包括：

(1)将板栗壳清洗后置于恒温干燥箱中干燥，破碎后，将板栗壳置于电阻炉中，在高纯氮气保护下升温至炭化温度并保温0.8-1.5h，更优选1h，然后继续升温至活化温度，将高纯氮气切换为CO₂，并保持0.8-1.5h，更优选1h，再将CO₂切换为高纯氮气，随炉冷却至室温，得到板栗壳炭载体；

(2)将步骤(1)获得的板栗壳炭载体放入催化活性测试平台石英管中，通入氮气，升温至700-800℃，更优选750℃，通入水蒸气，反应60-100min，更优选80min，得到所述水蒸气改性炭载体。

优选地，所述步骤(1)中炭化温度为550-650℃，更优选600℃；活化温度为800-950℃，更优选850℃。

优选地，所述步骤(2)中氮气流量为50-80ml/h，更优选65ml/h。