CN105665031A - 一种新型脱硫催化剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及催化剂的制备方法，具体为一种新型脱硫催化剂的制备方法，本发明可以提高脱硫效率，无需进行设备扩容改造，提高二氧化硫气液传质速率，强化对二氧化硫的吸收而提高脱硫率，在气液界面处催化剂能够结合二氧化硫溶解产生的大量H？+离子，使H？+离子从液膜传递到液相主体，浆液pH也不会因二氧化硫的溶解而下降过快，同时气相阻力减小，促进二氧化硫吸收；本发明还可提高氧化效率，减少亚硫酸根含量，提高真空皮带机脱水效率，确保设备长期运行阻碍结垢。

Description

一种新型脱硫催化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及催化剂的制备方法，具体为一种新型脱硫催化剂的制备方法。
背景技术
脱硫催化剂可降低石灰石浆液表面张力，使临界晶核半径减小，强化硫酸氢根的氧化使硫酸钙和亚硫酸钙易析出石膏，硫酸钙等处于非饱和状态，阻碍了化学硬垢的生成。
脱硫催化剂表面具有活性，可以催化氧化，能促进二氧化硫的直接反应，加速碳酸钙的溶解，促进迅速亚硫酸钙氧化成硫酸钙，强化硫酸钙的沉淀，降低液气比，减少钙硫比，减少水分的蒸发。当烟气入口二氧化硫浓度增加，高于设计值时，吸收塔反应池内PH值降低，需要更大的Ca/S比时，在吸收塔反应池容积不需扩大的情况下，亚硫酸钙能够快速溶解，增加钙离子浓度，保持浆液PH值在正常范围，对PH值有一定的缓冲作用。延长工作段浆液的运行时间，减少配浆次数，可使设备结垢明显减少，垢层变薄，停机后用水冲洗，垢层容易脱落。对脱硫系统结垢起分散性和活动性，减少结垢的淤积，减少浆液中氯离子的含量，对脱硫设备中各种材质的腐蚀、结垢速率均有不同程度的减少，其中碳钢减少最多，腐蚀、结垢速率分别可减少74%和79%，聚氯乙烯可减少48%和55%。脱硫催化剂的加入，可起到阻垢防腐缓蚀的作用，减少脱硫喷嘴的堵塞、结垢、腐蚀、磨损，减少浆液循环泵及叶轮的结垢、腐蚀、磨损，减少脱硫系统中备品备件维修和更换。拓宽脱硫材料的选择范围，提高系统的可靠性。在不同的工况下可减少和停用浆液循环泵及氧化风机，提高脱硫效率，降低运行费用，适合煤中的含硫量变化，及适用高硫煤。在烟气脱硫应用中，具有广阔的市场推广优势，可产生可观的经济效益和社会效益，脱硫催化剂在电厂、水泥、玻璃、钢铁、冶金、造纸和化工领域中扮演着越来越重要的角色。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型脱硫催化剂的制备方法，可以提高脱硫效率，无需进行设备扩容改造，提高二氧化硫气液传质速率，强化对二氧化硫的吸收而提高脱硫率，在气液界面处催化剂能够结合SO2溶解产生的大量H+离子，使H+离子从液膜传递到液相主体，浆液pH也不会因SO2的溶解而下降过快，同时气相阻力减小，促进二氧化硫的吸收。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种新型脱硫催化剂的制备方法，该方法包括：
1、将水和含锌化合物、含铅化合物、含钾化合物、含二氧化硅材料混合以便形成其混合溶液，将混合溶液进行自然沉淀反应，将沉淀反应得到的混合物进行2~3次过滤；
2、将过滤后的混合物干燥以形成第一经燃烧混合物；
3、将层柱粘土、氧化铝源、水和酸溶液接触形成浆液，并将步骤1得到的沉淀产物与所述浆液混合，形成载体混合物，再将载体混合物成型、干燥和焙烧，形成载体；
4、向步骤3得到的载体上引入含有活性金属的化合物并干燥、焙烧，得到脱硫催化剂前体；
5、将步骤4得到的脱硫催化剂前体在含氢气下还原，得到一种新型脱硫催化剂。
进一步的，在步骤1中所述铅化合物和含锌化合物加入量使得到的脱硫催化剂中，以所述脱硫催化剂的总重量为基准，氧化铅的含量为5~20%，氧化锌的含量为35~70%，氧化钾的含量为2~10%，氧化硅2~10%，优选地，所述含铅化合物和含锌化合物加入量使得到的脱硫催化剂中，以所述脱硫催化剂的总重量为基准，氧化铅的含量为10~18%，氧化锌的含量为50~65%，氧化钾的含量为4~6%，氧化硅4~6%。
作为更进一步的优选，在步骤1中所述氧化锌的硫荣大于8%，更优选地，所述氧化锌的硫荣大于13%。
在步骤3中，所述活性金属为钛、锆、钒、锰、钐、铌、锌、铬、钴、镍、铁和锰中的一种或多种。
本发明的有益效果是：本发明可以提高脱硫效率，无需进行设备扩容改造，提高二氧化硫气液传质速率，强化对二氧化硫的吸收而提高脱硫率，在气液界面处催化剂能够结合二氧化硫溶解产生的大量H+离子，使H+离子从液膜传递到液相主体，浆液pH也不会因二氧化硫的溶解而下降过快，同时气相阻力减小，促进二氧化硫吸收；可提高脱硫剂的利用率，从而减少其用量，催化剂可以提高石灰石在液相中的溶解度，强化石灰石溶解，在固液界面处，催化剂能提供有利于碳酸钙溶解的酸性环境，减小液相阻力，促进石灰石的溶解；本发明还可提高氧化效率，减少亚硫酸根含量，提高真空皮带机脱水效率，确保设备长期运行阻碍结垢。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本申请中的技术方案，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本申请的一部分实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
一种新型脱硫催化剂的制备方法，该方法包括：
1、将水和含锌化合物、含铅化合物、含钾化合物、含二氧化硅材料混合以便形成其混合溶液，将混合溶液进行自然沉淀反应，将沉淀反应得到的混合物进行2~3次过滤；所述含铅化合物和含锌化合物的加入量可以在较宽的范围内选择，只要能够形成锌铅固溶体即可，优选情况下，步骤1中所述铅化合物和含锌化合物加入量使得到的脱硫催化剂中，以所述脱硫催化剂的总重量为基准，氧化铅的含量为5~20%，氧化锌的含量为35~70%，氧化钾的含量为2~10%，氧化硅2~10%，优选地，所述含铅化合物和含锌化合物加入量使得到的脱硫催化剂中，以所述脱硫催化剂的总重量为基准，氧化铅的含量为10~18%，氧化锌的含量为50~65%，氧化钾的含量为4~6%，氧化硅4~6%；
本步骤所述的氧化锌的硫荣大于8%，更优选地，所述氧化锌的硫荣大于13%；
2、将过滤后的混合物干燥以形成第一经燃烧混合物；
3、将层柱粘土、氧化铝源、水和酸溶液接触形成浆液，并将步骤1得到的沉淀产物与所述浆液混合，形成载体混合物，再将载体混合物成型、干燥和焙烧，形成载体；
4、向步骤3得到的载体上引入含有活性金属的化合物并干燥、焙烧，得到脱硫催化剂前体；
本步骤所述的活性金属为钛、锆、钒、锰、钐、铌、锌、铬、钴、镍、铁和锰中的一种或多种；
5、将步骤4得到的脱硫催化剂前体在含氢气下还原，得到一种新型脱硫催化剂。
本发明可以提高脱硫效率，无需进行设备扩容改造，提高二氧化硫气液传质速率，强化对二氧化硫的吸收而提高脱硫率，在气液界面处催化剂能够结合二氧化硫溶解产生的大量H+离子，使H+离子从液膜传递到液相主体，浆液pH也不会因二氧化硫的溶解而下降过快，同时气相阻力减小，促进二氧化硫吸收；可提高脱硫剂的利用率，从而减少其用量，催化剂可以提高石灰石在液相中的溶解度，强化石灰石溶解，在固液界面处，催化剂能提供有利于碳酸钙溶解的酸性环境，减小液相阻力，促进石灰石的溶解；本发明还可提高氧化效率，减少亚硫酸根含量，提高真空皮带机脱水效率，确保设备长期运行阻碍结垢。
本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (5)

1.一种新型脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：
1）将水和含锌化合物、含铅化合物、含钾化合物、含二氧化硅材料混合以便形成其混合溶液，将混合溶液进行自然沉淀反应，将沉淀反应得到的混合物进行2~3次过滤；
2）将过滤后的混合物干燥以形成第一经燃烧混合物；
3）将层柱粘土、氧化铝源、水和酸溶液接触形成浆液，并将步骤1得到的沉淀产物与所述浆液混合，形成载体混合物，再将载体混合物成型、干燥和焙烧，形成载体；
4）向步骤3得到的载体上引入含有活性金属的化合物并干燥、焙烧，得到脱硫催化剂前体；
5）将步骤4得到的脱硫催化剂前体在含氢气下还原，得到一种新型脱硫催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种新型脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤1中所述铅化合物和含锌化合物加入量使得到的脱硫催化剂中，以所述脱硫催化剂的总重量为基准，氧化铅的含量为5~20%，氧化锌的含量为35~70%，氧化钾的含量为2~10%，氧化硅2~10%。
3.根据权利要求2所述的一种新型脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述氧化锌的硫荣大于8%。
4.根据权利要求2或3所述的一种新型脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述氧化锌的硫荣大于13%。
5.根据权利要求1所述的一种新型脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述活性金属为钛、锆、钒、锰、钐、铌、锌、铬、钴、镍、铁和锰中的一种或多种。
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