CN105712301A - 一种天然气中h2s转化为硫磺的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种天然气中H₂S转化为硫磺的工艺，以含H₂S与CO₂的天然气为原料气，其中CO₂：H₂S的摩尔比为0.001—1000；在温度为80－1000 ^oC，气体空速为5000－100000 ml/（g_cat·h），气体压力为0.05-10 MPa，及蜂窝催化剂的作用下将硫化氢转化为硫磺，所述的蜂窝催化剂由堇青石蜂窝载体、碳化涂层及活性组分组成，催化剂中堇青石蜂窝载体、碳化涂层及活性组分三者的重量比为1：0.01—0.25：0.01—0.25。该方法能够利用CO₂作为氧化剂使天然气中H₂S转化为硫磺。

Description

一种天然气中H2S转化为硫磺的工艺

技术领域

本发明属于能源与环境应用领域，具体涉及一种回收天然气中硫资源的催化工艺。

背景技术

天然气中硫存在的形式主要为硫化氢，其余为硫醇、硫醚等有机硫。硫化氢是一种剧毒、恶臭、强腐蚀性的气体，因此，含硫天然气会给钻井、采气、输气等带来一系列复杂的问题，可造成钻具断落，油管、气管等严重腐蚀，从而带来巨大的经济损失。与此同时，1997年我国实施的《大气污染物综合排放标准》对硫、二氧化硫、硫酸和其它含硫化合物生产过程排放废气作了规定，要求含硫化合物排放不能超过960mg/m³。因此，随着环保形势的日益严峻，对天然气中含硫化合物的治理已刻不容缓。另一方面，我国是硫资源贫乏的国家。近几年，中国已成为世界最大的硫磺进口国，2008年进口硫磺8.4百万吨，约占世界贸易量的1/3。2010年，我国硫磺消费总量在11.0百万吨左右，硫磺需求量年均增长3.6%，而年产量仅为3.0百万吨。因此，虽然目前国内硫磺产量也在持续增加，但近80%消费量仍然依赖于进口。

目前国内外的含硫天然气净化硫磺回收技术仍以1883年英国化学家Claus提出的克劳斯法制硫工艺或其衍生工艺为主。克劳斯工艺是在高温下将H₂S氧化燃烧转化为硫磺的工艺。它的主要反应过程如下：

H₂S+3/2O₂=SO₂+H₂O（1）

2H₂S+SO₂=3S+2H₂O（2）

总反应：H₂S+1/2O₂=S+H₂O（3）

尽管用克劳斯工艺可以将硫化氢脱除并转化为硫磺，但反应需分步进行，通常第一步燃烧反应的温度要达到1000℃以上，H₂S才能彻底转化为SO₂；而第二步反应为了提高平衡转化率，反应器的温度需控制在300℃以下。因此，克劳斯技术对工艺流程条件的控制精度要求很高。同时，还必须精确控制O₂的加入比例。

近年来，H₂S的选择性催化氧化技术作为一种新型的脱硫工艺应运而生，并得到迅速发展。该过程是在催化剂的作用下用O₂（或空气）将H₂S直接氧化成硫磺的过程，在国外已成功地用于处理克劳斯装置尾气，并开始探索用于处理含低浓度H₂S的气态烃类物流。

例如，中国专利CN1251079A公开了一种将气体中所含有的H₂S直接氧化为硫的方法和催化剂。所述的H₂S气体与含有游离氧的气体混合（O₂/H₂S的摩尔比值范围0.05-15）后，与SiC载体结合的催化活性相接触进行催化氧化，获得较好的硫磺选择性。

CN101380582A公开了一种选择性氧化H₂S为元素硫的催化剂和工艺。所述的工艺条件为：反应温度160-280^oC、反应压力0.02-10.0MPa、空速为400-2000h^-1、H₂S3.0%(vol.)和O₂/H₂S(摩尔比)为0.6-3.0。所述催化剂的活性组分为Fe₂O₃和/或Cr₂O₃，载体为TiO₂和Al₂O₃的混合氧化物（二氧化钛含量为60-95%）。该催化剂低温活性好，在160℃-240^oC表现出较好的催化活性。

CN102500362A公开了一种催化氧化脱除煤气中H₂S的催化剂及制法和应用。适用于在150-250℃下，氧气存在下，利用活性炭担载的金属氧化物提高活性炭对硫化物的脱除效率和反应的选择性，并利用活性炭的吸附能力把单质硫吸附储存在孔道结构中，得到高价值的单质硫资源。

然而，由于天然气本身不含有游离的O₂，因此，无论是克劳斯工艺还是选择性催化氧化工艺，氧化所需的O₂（或空气）都须人为添加，这样就额外增加了工艺和操作成本。而且，为了避免高温下天然气原料的氧化损失，通常含硫天然气原料首先须经脱硫预处理，以分离提浓H₂S气体，这样也增加了处理装置的复杂程度和运行成本。另外对于选择性催化氧化工艺而言，较高温度下易形成无用且有毒的SO₂，还会对H₂S转化为硫的选择性造成直接影响。

另一方面，天然气通常含有CO₂。随着天然气开采力度的增大，天然气中CO₂的含量也越来越高，如2006年吉林油田勘探到的天然气气田中CO₂含量为20%－23%。CO₂属于强温室效应气体，是国际法律文件《京都议定书》中第一个限制排放的温室气体成分。在2009年哥本哈根世界气候峰会前，中国提出了到2020年单位GDP的CO₂排放比2005年下降40%至45%的目标，并将其作为约束性指标纳入经济社会发展规划。而在2010年，中国的CO₂排放占全球的比重已提高到约23%，为世界第一，人均CO₂排放量也已超过世界平均水平。目前，中国各个领域的CO₂排放量仍在快速增长。所以，中国的CO₂减排形势异常严峻，亟需采取各种措施进行处置，而工作重点是研发CO₂的资源化利用技术。

因此，若能同时转化利用天然气中的CO₂和H₂S，则无论对环境保护还是对循环经济发展都有积极意义。但目前尚无此方面技术的研发报道。所以，天然气应用领域迫切需要开发出一种能同时转化利用CO₂和H₂S的技术，更经济地实现硫资源的回收。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种利用CO₂作为氧化剂使天然气中H₂S转化为硫磺的工艺。

发明人在关于天然气开发利用的研究中偶然发现，在本发明提供的蜂窝催化剂上，利用天然气中的CO₂可回收其中的硫资源，从而能达到同时转化利用天然气中CO₂和H₂S的目的，符合国际社会对有毒有害物质减量化和资源化的可持续发展要求。在此基础上，完成了本发明。

本发明提供的一种回收天然气中硫资源的技术，是指在蜂窝催化剂作用下，CO₂与H₂S同时反应生成硫磺和CO等经济产物的工艺，其中CO₂起氧化剂作用，使H₂S转化为硫磺。

一种天然气中H₂S转化为硫磺的工艺，以含H₂S与CO₂的天然气为原料气，其中CO₂：H₂S的摩尔比为0.001—1000，优选0.01—100，更佳为0.1—10；在温度为80－1000^oC，优选为200-900℃，最好为300-800℃，气体空速为5000－100000ml/（g_cat·h），优选为1000-80000ml/（g_cat·h），最好为20000-70000ml/（g_cat·h），气体压力为0.05-10MPa，优选为0.1-4MPa，最好为0.5-3MPa及蜂窝催化剂的作用下将硫化氢转化为硫磺，所述的蜂窝催化剂由堇青石蜂窝载体、碳化涂层及活性组分组成，催化剂中堇青石蜂窝载体、碳化涂层及活性组分三者的重量比为1：0.01—0.25：0.01—0.25；优选为1：0.05—0.15：0.05—0.15，所述的活性组分可采用碱金属或碱土金属的氧化物、硫化物或卤化物中的一种或几种。

本发明方法中，所述的活性组分为锂、钠、钾、钙、镁、钡的氧化物、硫化物或卤化物中的一种或几种。

本发明方法中，所述的蜂窝催化剂的制备，通过以下步骤完成：

（1）配置重量浓度为1—30wt%羧甲基纤维素钠溶液，将活性组分的前驱体溶解或分散在溶液中，溶液中活性组分（前驱体高温焙烧后的产物）的重量含量为1—30wt%；

（2）向溶液中通入空速为100—1000h^-1的CO₂，保持2—12h，使溶液碳酸盐化；

（3）将堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置2—12h，然后从溶液中取出，自然晾干；

（4）将步骤（3）得到的堇青石蜂窝放入炭化炉中，通入空速为200—5000h^-1的惰性气体，升温至400—1000^oC，保持2—12h使羧甲基纤维素钠发生碳化，在堇青石蜂窝通道表面形成碳化涂层，碳酸盐同时发生分解形成孔道，使碳化涂层中的活性组分得到暴露，得到所述的蜂窝催化剂。

本发明方法中，步骤（1）—（4）可重复进行；得到不同重量配比的蜂窝催化剂。

本发明所述的蜂窝催化剂优选通过下述方法制备得到：

（1）配置重量浓度为15~20wt%羧甲基纤维素钠溶液，将活性组分氧化钠的前驱体氢氧化钠溶解在溶液中，溶液中以氧化钠计的重量含量为10~15wt%；

（2）向溶液中通入空速为300~700h^-1的CO₂，保持4~8h，使溶液碳酸盐化；

（3）将堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置4~8h，随后取出自然晾干；

（4）将步骤（3）得到的堇青石蜂窝放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，空速为1500~3000h^-1，升温至500~800^oC，保持4~8h使羧甲基纤维素钠发生碳化，同时在碳化涂层中形成孔道，使活性组分暴露在外；自然冷却后得到蜂窝催化剂。

本发明方法中，步骤（1）—（4）可重复进行1~3次。

上述方法制备的蜂窝催化剂中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分氧化钠的重量比为1：0.01~0.3：0.05~0.3，优选为1:0.05~0.25:0.1~0.25。

本发明方法中，所述的堇青石蜂窝，是指行业熟知的具有整体蜂窝状通道的用堇青石陶瓷烧结而成的结构体，一般为圆柱体，单位截面上通道的数量定义为孔密度，通常为200－600孔数量/英寸²（cpsi）。堇青石蜂窝具有机械强度高、压力降小、热膨胀系数低、热稳定性好等特点，广泛应用于过滤、换热、节能、汽车尾气和工厂废气的催化净化等化工和环保领域。

如本发明所用，所述的蜂窝催化剂上碳化涂层的形成方法，采用羧甲基纤维素钠溶液作为碳化涂层的前驱体。由于羧甲基纤维素钠溶液具有粘结性强且涂层均匀、加热易碳化的特点，因此，形成的碳化涂层与堇青石蜂窝通道表面结合牢固且分布均匀，能够承受高空速气体的冲击，机械与热稳定性高。

如本发明所用，所述的蜂窝催化剂的制备方法，活性组分高度分散在碳化涂层中，且通过孔道暴露在外。由于活性组分的前驱体直接溶解或分散在碳化涂层的前驱体中，因此加热处理后活性组分与碳化涂层结合紧密，且分散度高。同时，由于对含活性组分和碳化涂层的前驱体溶液进行了碳酸盐化处理，在加热处理过程中碳酸盐会发生分解，形成气体孔道，因而使得活性组分能够充分暴露，有利于与反应物分子的接触。

本发明提供了一类基于H₂S和CO₂同时反应的催化工艺，可用来对各类含H₂S和/或CO₂的气体进行资源化和减量化处理，适用于天然气中硫资源的回收。

本发明的主要优点在于：

1、本发明提供了一种利用天然气中的CO₂回收其中硫资源的技术，能同时转化利用天然气中的H₂S和CO₂，生成硫磺及CO、H₂等有价值产物，从而达到使有毒有害物质减量化和资源化的目的。

2、本发明提供了一种利用CO₂作为氧化剂使H₂S转化为硫磺的催化工艺，采用蜂窝催化剂，催化剂床层具有机械强度高、压降小、热稳定性好的特点，特别适用于大规模高空速的天然气净化处理。

3、本发明提供了一种新型的回收天然气中硫资源的催化工艺，无需预先分离CO₂和H₂S，无需人为添加O₂（或空气），采用温和氧化剂CO₂，反应过程不会产生有毒的SO₂，工艺过程简单，操作成本低。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所有的百分数、比率、比例、或份数按重量计。

本发明所述的堇青石蜂窝为市售商品，孔密度为400cpsi，体积密度为0.6g/ml，例如选用宜兴市前锦特陶科技有限公司生产的堇青石蜂窝陶瓷。

硫磺收率越高，CO₂转化率越高，表明催化剂性能越好。

本发明所述的含H₂S和CO₂的气体组成可采用气相色谱法分析，例如采用美国PerkinElmer公司的Claus680色谱仪，利用PQ柱串联13X柱来分离，H₂为载气，TCD检测。反应生成的硫磺可用二硫化碳溶解收集，可用商用油品定硫仪定量。

本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。

本发明中的重量体积百分比中的单位是本领域技术人员所熟知的，例如是指在100毫升的溶液中溶质的重量。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

实施例1

配置重量浓度为20wt%羧甲基纤维素钠溶液50ml，将活性组分氧化钠的前驱体氢氧化钠溶解在溶液中，溶液中以氧化钠计的重量含量为15wt%；将体积为10ml的堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置6h；向溶液中通入空速为400h^-1的CO₂，保持6h，使溶液碳酸盐化；将堇青石蜂窝从溶液中取出自然晾干，堇青石蜂窝增重20%，随后放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，流量为2000ml/min，空速为2400h^-1，升温至1000^oC，保持6h使羧甲基纤维素钠发生碳化，碳酸盐同时分解；自然冷却后得到蜂窝催化剂，其中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分氧化钠的重量比为1：0.05：0.15。

将各组分摩尔含量为CO₂：H₂S：CH₄：N₂=15%：15%：65%：5%的气体通过装填有上述蜂窝催化剂的反应器中，在温度为800^oC，气体空速为70000h^-1，气体压力为0.5MPa的条件下进行催化反应，得到硫磺，收率为40%，CO₂的转化率为40%。

实施例2

配置重量浓度为10wt%羧甲基纤维素钠溶液60ml，将活性组分氧化钙的前驱体氢氧化钙粉末分散在溶液中，溶液中以氧化钙计的重量含量为10wt%；将体积为20ml的堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置12h；向溶液中通入空速为1000h^-1的CO₂，保持2h，使溶液碳酸盐化；将堇青石蜂窝从溶液中取出自然晾干，随后放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，空速为200h^-1，升温至600^oC，保持6h使羧甲基纤维素钠发生碳化；自然冷却后重复上述步骤；最后得到蜂窝催化剂，其中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分氧化钙的重量比为1：0.1：0.15。

将各组分摩尔含量为CO₂：H₂S：CH₄：N₂=15%：15%：65%：5%的气体通过装填有上述蜂窝催化剂的反应器中，在温度为400^oC，气体空速为10000h^-1，气体压力为0.1MPa的条件下进行催化反应，得到硫磺，收率为10%，CO₂的转化率为20%。

实施例3

配置重量浓度为30wt%羧甲基纤维素钠溶液100ml，将活性组分氯化镁溶解在溶液中，溶液中以氯化镁计的重量含量为10wt%；将体积为30ml的堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置4h；向溶液中通入空速为100h^-1的CO₂，保持12h，使溶液碳酸盐化；将堇青石蜂窝从溶液中取出自然晾干，随后放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，空速为5000h^-1，升温至800^oC，保持4h使羧甲基纤维素钠发生碳化，碳酸盐同时分解；自然冷却后重复上述步骤；最后得到蜂窝催化剂，其中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分氯化镁的重量比为1：0.15：0.1。

将各组分摩尔含量为CO₂：H₂S=99.9%：0.1%的气体通过装填有蜂窝催化剂的反应器中，在温度为600^oC，气体空速为6000h^-1，气体压力为1MPa的条件下进行催化反应，得到硫磺，收率为20%，CO₂的转化率为0.05%。

实施例4

配置重量浓度为1wt%羧甲基纤维素钠溶液100ml，将活性组分氧化锂的前驱体硝酸锂溶解在溶液中，溶液中以氧化锂计的重量含量为40wt%；将体积为30ml的堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置10h；向溶液中通入空速为500h^-1的CO₂，保持10h，使溶液碳酸盐化；将堇青石蜂窝从溶液中取出自然晾干，随后放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，空速为3000h^-1，升温至500^oC，保持10h使羧甲基纤维素钠发生碳化，碳酸盐同时分解；最后得到蜂窝催化剂，其中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分氧化锂的重量比为1：0.01：0.25。

将各组分摩尔含量为CO₂：H₂S：CH₄=0.1%：10%：89.9%的气体通过装填有上述蜂窝催化剂的反应器中，在温度为10^oC，气体空速为80000h^-1，气体压力为10MPa的条件下进行催化反应，得到硫磺，收率为0.5%，CO₂的转化率为20%。

实施例5

配置重量浓度为10wt%羧甲基纤维素钠溶液40ml，将活性组分氧化镁的前驱体硝酸镁溶解在溶液中，溶液中以氧化镁计的重量含量为30wt%；将体积为10ml的堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置10h；向溶液中通入空速为800h^-1的CO₂，保持4h，使溶液碳酸盐化；将堇青石蜂窝从溶液中取出自然晾干，随后放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，空速为5000h^-1，升温至700^oC，保持3h使羧甲基纤维素钠发生碳化，碳酸盐同时分解；最后得到蜂窝催化剂，其中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分氧化镁的重量比为1：0.05：0.15。

将各组分摩尔含量为CO₂：H₂S：CH₄：N₂=15%：15%：65%：5%的气体通过装填有蜂窝催化剂的反应器中，在温度为100^oC，气体空速为5000h^-1，气体压力为10MPa的条件下进行催化反应，得到硫磺，收率为8%，CO₂的转化率为15%。

实施例6

配置重量浓度为10wt%羧甲基纤维素钠溶液50ml，将活性组分硫化钠粉末分散在溶液中，溶液中以硫化钠计的重量含量为10wt%；将体积为10ml的堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置10h；向溶液中通入空速为500h^-1的CO₂，保持10h，使溶液碳酸盐化；将堇青石蜂窝从溶液中取出自然晾干，随后放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，空速为3000h^-1，升温至400^oC，保持10h使羧甲基纤维素钠发生碳化，碳酸盐同时分解；重复上述步骤，最后得到蜂窝催化剂，其中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分硫化钠的重量比为1：0.2：0.2。

将各组分摩尔含量为CO₂：H₂S：CH₄=0.02%：20%：79.98%的气体通过装填有蜂窝催化剂的反应器中，在温度为800^oC，气体空速为50000h^-1，气体压力为0.01MPa的条件下进行催化反应，得到硫磺，收率为2%，CO₂的转化率为60%。

实施例7

配置重量浓度为20wt%羧甲基纤维素钠溶液100ml，将活性组分硫化钙粉末分散在溶液中，溶液中以硫化钙计的重量含量为10wt%；将体积为30ml的堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置10h；向溶液中通入空速为800h^-1的CO₂，保持3h，使溶液碳酸盐化；将堇青石蜂窝从溶液中取出自然晾干，随后放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，空速为3000h^-1，升温至500^oC，保持10h使羧甲基纤维素钠发生碳化，碳酸盐同时分解；最后得到蜂窝催化剂，其中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分硫化钙的重量比为1：0.08：0.08。

将各组分摩尔含量为CO₂：H₂S：CH₄：N₂=10%：1%：80%：9%的气体通过装填有蜂窝催化剂的反应器中，在温度为500^oC，气体空速为8000h^-1，气体压力为0.5MPa的条件下进行催化反应，得到硫磺，收率为15%，CO₂的转化率为8%。

实施例8

配置重量浓度为30wt%羧甲基纤维素钠溶液80ml，将活性组分氧化钾的前驱体硝酸钾与氯化钙溶解在溶液中，溶液中以氧化钾与氯化钙计的重量含量为20wt%，其中氧化钾与氯化钙的重量比为1：1；将体积为40ml的堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置10h；向溶液中通入空速为500h^-1的CO₂，保持10h，使溶液碳酸盐化；将堇青石蜂窝从溶液中取出自然晾干，随后放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，空速为3000h^-1，升温至700^oC，保持5h使羧甲基纤维素钠发生碳化，碳酸盐同时分解；最后得到蜂窝催化剂，其中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分的重量比为1：0.09：0.12。

将各组分摩尔含量为CO₂：H₂S：CH₄：N₂=1%：2%：95%：2%的气体通过装填有蜂窝催化剂的反应器中，在温度为200^oC，气体空速为30000h^-1，气体压力为0.1MPa的条件下进行催化反应，得到硫磺，收率为3%，CO₂的转化率为5%。

实施例9

配置重量浓度为40wt%羧甲基纤维素钠溶液100ml，将活性组分氧化钡的前驱体硝酸钡溶解在溶液中，溶液中以氧化钡计的重量含量为5wt%；将体积为30ml的堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置10h；碳酸盐将堇青石蜂窝从溶液中取出自然晾干，放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，空速为4000h^-1，升温至900^oC，保持2h使羧甲基纤维素钠发生碳化，碳酸盐同时分解；最后得到蜂窝催化剂，其中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分氧化钡的重量比为1：0.25：0.05。

将各组分摩尔含量为CO₂：H₂S：CH₄：N₂=1%：2%：95%：2%的气体通过装填有蜂窝催化剂的反应器中，在温度为600^oC，气体空速为10000h^-1，气体压力为0.1MPa的条件下进行催化反应，得到硫磺，收率为10%，CO₂的转化率为18%。

对比例1

以氧化钠为催化剂，其余条件同实施例1，得到硫磺，收率为21，CO₂的转化率为18%。

对比例2

以氧化钡为催化剂，其余条件同实施例9，得到硫磺，收率为7，CO₂的转化率为11%。

对比例3

不采用催化剂，其余条件同实施例1，得到硫磺，收率为4%，CO₂的转化率为6%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

Claims (11)

1.一种天然气中H₂S转化为硫磺的工艺，其特征在于：以含H₂S与CO₂的天然气为原料气，其中CO₂：H₂S的摩尔比为0.001—1000；在温度为80－1000^oC，气体空速为5000－100000ml/（g_cat·h），气体压力为0.05-10MPa及蜂窝催化剂的作用下将硫化氢转化为硫磺，所述的蜂窝催化剂由堇青石蜂窝载体、碳化涂层及活性组分组成，催化剂中堇青石蜂窝载体、碳化涂层及活性组分三者的重量比为1：0.01—0.25：0.01—0.25；所述的活性组分采用碱金属或碱土金属的氧化物、硫化物或卤化物中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：CO₂：H₂S的摩尔比为0.01—100；在温度为200-900℃，气体空速为1000-80000ml/（g_cat·h），气体压力为0.1-4MPa及蜂窝催化剂的作用下将硫化氢转化为硫磺，催化剂中堇青石蜂窝载体、碳化涂层及活性组分三者的重量比为1：0.05—0.15：0.05—0.15。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：CO₂：H₂S的摩尔比为0.1—10；在温度为300-800℃，气体空速为20000-70000ml/（g_cat·h），气体压力为0.5-3MPa及蜂窝催化剂的作用下将硫化氢转化为硫磺。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：活性组分为锂、钠、钾、钙、镁、钡的氧化物、硫化物或卤化物中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：蜂窝催化剂的制备通过以下步骤完成：

（1）配置重量浓度为1—30wt%羧甲基纤维素钠溶液，将活性组分的前驱体溶解或分散在溶液中，溶液中活性组分前驱体高温焙烧后的产物的重量含量为1—30wt%；

（2）向溶液中通入空速为100—1000h^-1的CO₂，保持2—12h，使溶液碳酸盐化；

（3）将堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置2—12h，然后从溶液中取出，自然晾干；

（4）将步骤（3）得到的堇青石蜂窝放入炭化炉中，通入空速为200—5000h^-1的惰性气体，升温至400—1000^oC，保持2—12h使羧甲基纤维素钠发生碳化，在堇青石蜂窝通道表面形成碳化涂层，碳酸盐同时发生分解形成孔道，使碳化涂层中的活性组分得到暴露，得到所述的蜂窝催化剂。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于：步骤（1）—（4）重复进行得到不同重量配比的蜂窝催化剂。

7.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于：蜂窝催化剂通过下述方法制备得到：

（1）配置重量浓度为15~20wt%羧甲基纤维素钠溶液，将活性组分氧化钠的前驱体氢氧化钠溶解在溶液中，溶液中以氧化钠计的重量含量为10~15wt%；

（2）向溶液中通入空速为300~700h^-1的CO₂，保持4~8h，使溶液碳酸盐化；

（3）将堇青石蜂窝完全浸泡在上述溶液中，放置4~8h，随后取出自然晾干；

（4）将步骤（3）得到的堇青石蜂窝放入炭化炉中，通入惰性气体N₂，空速为1500~3000h^-1，升温至500~800^oC，保持4~8h使羧甲基纤维素钠发生碳化，同时在碳化涂层中形成孔道，使活性组分暴露在外；自然冷却后得到蜂窝催化剂。

8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于：步骤（1）—（4）重复进行1~3次。

9.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于：蜂窝催化剂中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分氧化钠的重量比为1：0.01~0.3：0.05~0.3。

10.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于：蜂窝催化剂中堇青石蜂窝与碳化涂层及活性组分氧化钠的重量比为1:0.05~0.25:0.1~0.25。

11.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：堇青石蜂窝孔密度，为200－600孔数量/英寸²（cpsi）。