[发明专利]一种二氧化硫催化还原自硫化催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化硫催化还原自硫化催化剂及其制备方法，包括如下步骤：将超细硫铁矿粉末与海藻酸钠充分混合，并加入去离子水搅拌均匀；将该混合溶液滴加于CuCl₂溶液中，在CuCl₂的交联作用下，形成海藻酸钠‑硫铁矿复合微球；利用水热炭化方法或将干燥后的复合微球热解，得到催化剂。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种二氧化硫催化还原自硫化催化剂及其制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

由于我国能源消费结构长期以来都是一直以煤炭为主，煤炭燃烧过程中会产生大量的含有较高浓度的二氧化硫，二氧化硫不经处理直接排放时，会严重危害居民健康和生态环境，所以需要对燃煤烟气进行较为彻底的综合治理，以满足排放标准。

烟气脱硫方法大类上分为湿法和干法(包括半干法)两种，湿法中应用最广泛的是石灰石法，该方法的产物为利用价值较低的脱硫石膏，目前对脱硫石膏的利用率较低，容易被作为固体废物堆放，不但会对环境造成污染，还会占用大量的空间。此外，部分(半)干法脱硫方法的脱硫产物为硫酸，硫酸为液态，存在运输不便、国内市场供应基本饱和等问题。

此外，我国硫磺资源短缺，高度依赖进口，而且硫磺是一种高附加值固态产物，具有容量小、无二次污染、不腐蚀设备、便于存储和运输等优点，使其成为一种理想的脱硫产物。但是由于烟气中的成分复杂，烟气中的氧气和水蒸气会使催化剂失活，导致SO₂还原效率大大降低，而且SO₂还原催化剂使用前必须经过预硫化过程，工艺复杂，且成本高。此外，现有的催化剂失活后难以再回收利用，造成资源的浪费。

发明内容

针对上述所存在的问题，本发明提出了一种二氧化硫催化还原自硫化催化剂及其制备方法。

为解决以上技术问题，本发明的以下一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种二氧化硫催化还原自硫化催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将超细硫铁矿粉末与海藻酸钠充分混合，并加入去离子水搅拌均匀；

将该混合溶液滴加于CuCl₂溶液中，在CuCl₂的交联作用下，形成海藻酸钠-硫铁矿复合微球；

利用水热炭化方法或将干燥后的复合微球热解，得到催化剂。

第二方面，本发明提供一种二氧化硫催化还原自硫化催化剂，由以上制备方法制备而成。

与现有技术相比，本发明的以上一个或多个技术方案取得了以下有益效果：

采用超细硫铁矿粉末目的在于使其在复合微球中分布均匀。海藻酸钠作为交联剂，既能提供载体固定硫铁矿，又能提供炭源。在热解过程中海藻酸钠/硫铁矿共热解有助于焦炭拓展孔隙结构，增加比表面积，还能降低硫铁矿转化为FeSx的温度。

本发明适用于含硫固废煅烧，钢铁、有色金属冶炼行业等高浓度SO₂排放行业的资源化脱硫，不仅能够有效解决SO₂还原过程中O₂，水蒸气导致的催化剂失活问题，还省去了催化剂使用前的硫化过程，以保证还原前期的SO₂还原效率，另外催化剂的孔隙结构及理化特性得到改善，大大提高了催化活性。

催化剂中的炭可与烟气中的O₂反应，不仅消除氧化失活影响，还提供了还原反应所需的CO；催化剂负载的Cu离子可有效提高抵抗水和CO₂的中毒能力；催化剂制备简单，无需预硫化过程，很大程度上节省了工艺时间和成本，提高了还原前期SO₂转化效率。