CN1087975C - 二氧化硫的脱除催化剂 - Google Patents
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Abstract
一种新型的SO2脱除催化剂，以沸石分子筛为载体，以Fe3+为主要活性组分，Fe3+的离子交换度为50%-75%。这种催化剂是将一定量的沸石分子筛制备成40-65目的颗粒，于FeCl3溶液中进行离子交换、过滤、洗涤后将其烘干，再放入马福炉中活化6小时，活化温度范围是200-400℃。该催化剂成本低，使用寿命长，SO2脱除率高，可通过洗涤多次再生，可避免二次污染，为沸石分子筛作为烟气中SO2脱除剂大规模地在工业上应用提供了乐观的市场前景。
Description
本发明为一种新型的SO2脱除催化剂及其制备方法，属于化工领域中的催化剂制备技术。
工业生产中，如火力发电厂、钢铁厂、冶炼厂、化工厂、炼油厂、硫酸厂和水泥厂等，排放出的烟气中常含有一定量的SO2。这些工业废气中的SO2造成对大气环境的严重污染。为了消除这种影响，世界各国开发、研究、使用的SO2控制技术有三百多种，其中吸附法脱硫兼有富集SO2的作用，且能耗低、废物回收容易，能够避免二次污染。因此，在处理低浓度的SO2的情况下，吸附法具有独特的优点。
吸附法常用的吸附剂主要是活性炭，其优点是吸附量大，用铜、铁、钴、镍、锰、铬和铈等金属盐浸渍活性炭或加碘活性炭的SO2吸附性能均有显著提高，但其缺点是寿命比较短，成本比较高。
本发明的目的是为了寻找一种新型吸附材料，该材料以沸石分子筛为载体，通过少量的Fe3+离子改性，得到有效地脱除SO2的催化剂，并且其寿命较长，可再生使用，成本较低。
本发明的上述目的，由如下技术方案实现：一种以沸石分子筛为载体的SO2脱除催化剂，载体分子筛为4A型或5A型或X型或ZSM-5型或合成丝光沸石或天然丝光沸石，以Fe3+为活性组份，离子交换度为50-70％，采用下述方法制备：首先将沸石分子筛制备成40-60目的颗粒，再配制离子交换液FeCl3，将沸石分子筛放于离子交换液中进行离子交换，其交换温度为80℃，时间为4小时，过滤、洗涤后产品晾干，再进行烘干，然后放入马福炉中活化6小时，活化温度范围为200-400℃，待温度降至室温后，取出的产品即为脱除SO2的催化剂。
本发明具有以下几个优点：
1.使用沸石分子筛和天然沸石作载体，降低了成本；
2.沸石分子筛抗酸性较强，且易于再生，因此其寿命和再生性优于活性炭；
3.由于使用沸石分子筛材料和铁(III)离子，脱除SO2效果好，初活性理想。
最佳实施例如下：
实施例一：
选4A型的分子筛制备成40-65目的颗粒100克待用；配制离子交换液，在500ml去离子水中加入FeCl3·6H2O 24.73克，将沸石分子筛放入该溶液中进行离子交换，交换温度为80℃，时间为4小时，离子交换度为50％，离子交换后，产品晾干，放入干燥箱中烘干，然后放入马福炉中活化200℃1小时、300℃2小时、400℃3小时，待温度降至室温后，取出的产品即为脱除SO2的催化剂。
实施例二：
选5A型的分子筛制备成40-65目的颗粒100克待用；配制离子交换液，在300ml去离子水中加入FeCl3·6H2O 4.97克，将沸石分子筛放入该溶液中进行离子交换，交换温度为80℃，时间为4小时，离子交换度为55％，离子交换后，产品晾干，放入干燥箱中烘干，然后放入马福炉中活化200℃1小时、300℃2小时、400℃3小时，待温度降至室温后，取出的产品即为脱除SO2的催化剂。
实施例三：
选X型的分子筛制备成40-65目的颗粒100克待用；配制离子交换液，在500ml去离子水中加入FeCl3·6H2O 25.64克，将沸石分子筛放入该溶液中进行离子交换，交换温度为8O℃，时间为4小时，离子交换度为60％，离子交换后，产品晾干，放入干燥箱中烘干，然后放入马福炉中活化200℃1小时、300℃2小时、400℃3小时，待温度降至室温后，取出的产品即为脱除SO2的催化剂。
实施例四：
选合成丝光沸石制备成40-65目的颗粒100克待用；配制离子交换液，在500ml去离子水中加入FeCl3·6H2O 15.52克，将沸石分子筛放入该溶液中进行离子交换，交换温度为80℃，时间为4小时，离子交换度为75％，离子交换后，产品晾干，放入干燥箱中烘干，然后放入马福炉中活化200℃1小时、300℃2小时、400℃3小时，待温度降至室温后，取出的产品即为脱除SO2的催化剂。
实施例五：
选ZSM-5型的分子筛制备成40-65目的颗粒100克待用；配制离子交换液，在500ml去离子水中加入FeCl3·6H2O 14.66克，将沸石子筛放入该溶液中进行离子交换，交换温度为80℃，时间为4小时，离子交换度为65％，离子交换后，产品晾干，放入干燥箱中烘干，然后放入马福炉中活化200℃ 1小时、300℃2小时、400℃3小时，待温度降至室温后，取出的产品即为脱除SO2的催化剂。
实施例六：
选天然丝光沸石制备成40-65目的颗粒100克待用；配制离子交换液，在300ml去离子水中加入FeCl3·6H2O 6.21克，将沸石分子筛放入该溶液中进行离子交换，交换温度为80℃，时间为4小时，离子交换度为75％，离子交换后，产品晾干，放入干燥箱中烘干，然后放入马福炉中活化200℃1小时、300℃2小时、400℃3小时，待温度降至室温后，取出的产品即为脱除SO2的催化剂。
下面给出沸石分子筛为100克时，不同离子交换度下的FeCl3·6H2O的用量表。
FeCl3·6H2O的用量(g)
| 离子交沸石 换度分子筛(100克) | 75％ | 65％ | 60％ | 55％ | 50％ |
| 4A | 37.001 | 32.14 | 29.67 | 27.20 | 24.73 |
| 5A | 6.78 | 5.87 | 5.42 | 4.97 | 4.52 |
| X | 32.05 | 27.78 | 25.64 | 23.50 | 21.37 |
| 合成丝光沸石 | 15.52 | 13.45 | 12.42 | 11.38 | 10.35 |
| ZSM-5 | 16.91 | 14.66 | 13.53 | 12.40 | 11.28 |
| 天然丝光沸石 | 6.21 | 5.38 | 4.97 | 4.55 | 4.14 |
上述实施例中制备的SO2的脱除催化剂，进行SO2吸附性能实验、水洗再生实验和碱洗再生实验、耐热实验和寿命实验，其中综合性能最好的能满足迅速脱除SO2(＜4000ppm)的需要，具有很广泛的应用前景。
Claims (1)
1.一种以沸石分子筛为载体的SO2脱除催化剂，其特征在于：以Fe2O3为活性组分，沸石分子筛载体可为：X型沸石分子筛或4A型沸石分子筛或5A型沸石分子筛或ZSM-5型沸石分子筛或合成丝光沸石分子筛或天然丝光沸石分子筛，沸石分子筛为40-65目的颗粒，离子交换度为50％-70％的离子交换液为FeCl3，沸石分子筛在离子交换液中进行离子交换的温度为80℃，时间为4小时，过滤洗涤晾干烘干后的沸石分子筛，在马福炉中活化6小时，活化温度为200-400℃。
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