CN117046471B - 一种高炉煤气羰基硫水解催化剂、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高炉煤气羰基硫水解催化剂技术领域，旨在提供一种高炉煤气羰基硫水解催化剂、制备方法及其应用，采用低成本、大孔型高纯氧化铝球为载体，以氧化钾、氧化钠、氧化铂为活性组分制备水解催化剂，具有制备工艺简单、成本低、转化率高以及可循环使用等特点，同时本发明还提供高炉煤气羰基硫水解催化剂的应用方法，该应用方法采用预处理先脱氯后脱硫的双脱结合工艺，有效提升了本发明水解催化剂的使用寿命，并采用罐体式高进低出的结构，减少了系统的压力降，避免对水解催化剂的冲击破坏，可广泛用于钢铁冶炼高炉煤气处理技术领域。

Description

一种高炉煤气羰基硫水解催化剂、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于高炉煤气羰基硫水解催化剂、精脱硫技术领域，具体地说，是一种高炉煤气羰基硫水解催化剂、制备方法及其应用。
背景技术
高炉煤气是钢铁企业在炼铁过程中副产的含有一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气的低热值可燃气体，其作为钢铁企业产量最大的可燃气体，统计产量高达700-800亿立方米/月。事实上，未经净化的高炉煤气含有大量的粉尘及硫化合物，其硫化合物主要分为有机硫和无机硫两类，有机硫占比高于无机硫；其中有机硫主要成分有羰基硫（COS）、二硫化碳、硫醚硫醇、噻吩等，并且以羰基硫为主，而无机硫主要成分有硫化氢、二氧化硫等。显然，未经处理燃烧后的高炉煤气，烟气中二氧化硫排放存在超标问题。
目前，现有高炉煤气净化及后续应用主要是采用袋式除尘去除颗粒物，再经过TRT余压发电后，送往高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等用户单元作为燃料使用，但高炉煤气中仍然含有硫、氯等有害物质，其工作流程图如图1所示。随着《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》的颁布，钢铁行业正式进入“超低排放”时代，高炉热风炉、轧钢加热炉、煤气发电等用户均要求燃烧尾气SO2达到超低排放限值（以二氧化硫计35mg/Nm3以下），而现有高炉煤气净化流程无法满足SO2控制要求。目前的技术路线主要包括源头控制和燃烧后的末端治理，如采用末端治理方式，需在多点设置脱硫设施，同时，煤气燃烧后的废气量大，处理设施规模变大、成本昂贵。
通过查阅国内外文献发现，关于高炉煤气水解催化剂的产品介绍较多，如专利申请号“20211029119.5”介绍了一种高炉煤气用COS水解催化剂及其制备方法，通过载体、活性组分以及添加剂制备的高炉煤气用COS水解催化剂兼具耐硫耐氧、抗硫酸盐化、耐HCN等酸性气体腐蚀、低温活性优良等特点，不仅低温抗毒性能强、COS水解转化率高、活性下降慢，而且适合高炉煤气等大规模装置使用；但其采用的载体成分种类繁多，制备工艺较为复杂，且活性组分的浸渍水溶剂采用的是氨水，生产过程中刺激性较大，不够环保。如专利申请号“20101055620.7”公开了一种羰基硫水解催化剂及其制备方法，采用活性氧化铝为载体，通过加入氧化钛、镁铝基水滑石活性物质，利用水滑石在高温焙烧条件下生成高比表面积和强碱性的复合氧化合物，能够满足 COS 水解催化剂对孔径及适宜碱性的需要，但耐酸性能不佳。又如专利申请号“20211114276.5”介绍了一种羰基硫水解催化剂及其制备方法与应用，采用铝源、锌源、镁源、碱金属化合物和助剂进行成型处理，得到催化剂前驱体，利用镁、锌碱性氧化合物形成锌镁铝复合氧化合物载体来提高耐氯中毒能力，应用上采用脱硫、脱氯同时进行的工艺，虽然抗毒效果较好，但是载体制备工艺复杂、成本高、不易获取，且同时脱硫、脱氯的应用方法。为此，高炉煤气所采用的水解催化剂，以及利用相应水解催化剂制备的精脱硫技术工艺尚属前沿探索阶段。
鉴于上述情况，研究一种新的活性组分和添加剂，并采用低成本和环保的制备方法来获得高炉煤气羰基硫水解催化剂，进而提高催化剂的吸脱率、抗毒性能和COS水解转化率，具有广阔的市场前景；另外，现有羰基硫水解催化剂的生产应用也有待进一步的改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高炉煤气羰基硫水解催化剂、制备方法及其应用，采用低成本、大孔型高纯氧化铝球为载体，以氧化钾、氧化钠、氧化铂为活性组分制备水解催化剂，具有制备工艺简单、成本低、转化率高以及可循环使用等特点，同时本发明还提供高炉煤气羰基硫水解催化剂的应用方法，该应用方法采用预处理先脱氯后脱硫的双脱结合工艺，有效提升了本发明水解催化剂的使用寿命，并采用罐体式高进低出的结构，减少了系统的压力降，避免对水解催化剂的冲击破坏，可广泛用于钢铁冶炼高炉煤气中含硫化合物范围广（20ppm~200ppm）的技术领域。
为了解决上述问题，本发明的高炉煤气羰基硫水解催化剂，包括氧化铝载体、担载在所述氧化铝载体上的活性组分、活性增强以及抗毒添加剂；所述氧化铝载体为大孔型γ-Al2O3载体，所述活性组分为氧化钾、氧化钠和氧化铂，所述添加剂为三氧化钼、氧化铯和氧化钡。
作为本发明的一种改进，所述高炉煤气羰基硫水解催化剂中，所述氧化铝载体占80~90wt％，所述活性组分占8~15wt％，所述添加剂占1.5~5.5wt％。
作为本发明的一种改进，所述氧化铝载体为高纯氧化铝载体，氧化铝含量≥99.5%，且内部的大孔孔隙率为45~50%。
作为本发明的一种改进，所述活性组分按质量百分数占比为：氧化钾5%~10%、氧化钠3%~5%和氧化铂≤0.003%。
作为本发明的一种改进，所述添加剂按质量百分数占比为：三氧化钼1%~3%、氧化铯0.5%~1%和氧化钡2%~5%。
本发明还提供了上述高炉煤气羰基硫水解催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）制备载体：将活性γ-Al2O3粉、分子筛和扩孔剂按比例混合均匀得到固体混合物，然后将所述固体混合物送入氧化铝滚球机进行制球，采用自动喷水工艺进行加水制球，再经烘干得到载体前驱体，再将所述载体前驱体进行预烧增强，自然冷却至室温后得到大孔型载体；
（2）制备活性浸渍液：根据活性组分质量百分比称取固态的钾、钠、铂的盐类化合物，按添加剂的组分质量百分比称取钼、铯和钡的盐类化合物，将上述活性组分和添加剂溶于去离子水溶液中，得到浸渍液；
（3）载体吸附浸渍液：将步骤（1）制备的大孔型载体浸没式放入步骤（2）制备的活性浸渍液中，浸渍2~4h后取出沥干表面水分，得到吸附活性组分的载体毛坯；
（4）毛坯干燥：将载体毛坯放入80℃~120℃烘干房内干燥，干燥周期为6~12h，且载体之间应留有干燥间隙；
（5）毛坯焙烧：将干燥好的载体毛坯进行焙烧，焙烧温度为200℃~300℃，焙烧周期为12~14h，包括3~5h缓慢初始升温段、4~5h中间保温段、1~2h快速升温段和2~4h自然冷却段，经过焙烧周期严格焙烧后，得到所述高炉煤气水解催化剂；
（6）检验包装：将所述高炉煤气羰基硫水解催化剂进行外观、尺寸和转化率检验，最后按重量进行包装入箱。
作为本发明的一种改进，所述步骤（1）中分子筛为ZSM-5分子筛或13X分子筛的一种。
作为本发明的一种改进，所述步骤（1）中扩孔剂为醋酸、草酸、硝酸中的一种或两种。
作为本发明的一种改进，所述步骤（1）中载体前驱体的预烧温度为500℃~550℃。
作为本发明的一种改进，所述步骤（2）中固态的钾、钠、铂、钼、铯和钡的盐类化合物质量比为(30~50)：(15~40)：(0~0.01)：(1~20)：(0.5~10)：(2~25)，并且上述金属盐固态混合物每100g溶解于300~400ml的去离子水中。
本发明还提供了上述高炉煤气羰基硫水解催化剂的应用方法，具体包括如下工艺流程：钢铁冶炼高炉产生的煤气通过管道输送至除尘器，通过所述除尘器进行除尘，经除尘后的高炉煤气进入TRT余压发电系统进行余压发电，经发电后的高炉煤气进入装有脱氯剂的不锈钢罐体内进行预处理，一方面脱氯一方面减少后道工序的气流冲击，然后进入装有所述水解催化剂的不锈钢罐体进行羰基硫水解，再由管路输送至脱硫塔内部进行脱硫，脱硫完成的高炉煤气进入加热炉等用气单元进行使用后达标排放。
作为本发明的一种改进，所述不锈钢罐体均采用高进低出管道分布方式，且在所述不锈钢罐体内部上下设置气体分布器。
本发明的有益效果为：一种高炉煤气羰基硫水解催化剂、制备方法，具有制备工艺简单、成本低、吸脱率高以及可循环使用等特点，通过采用大孔型γ-Al2O3为载体，利用了γ-Al2O3自身的活性高、层间距空隙率大的特性，有效提高了活性组分的附着含量，水解催化剂的转化率可达95%以上，且氧化铝球本身强度高、不易粉化，具备可循环利用的基础；通过采用氧化钾和氧化钠、氧化铂为活性组分，同时采用三氧化钼、氧化铯和氧化钡为添加剂，提高了活性组分的抗毒性能，氧化铂有利于延长水解催化剂的活性下降速度；通过采用去离子水为活性浸渍液的溶液，降低了生产成本，同时生产配比过程中更加安全、环保；另外，通过先采用500℃~550℃预烧处理载体，载体吸附活性浸渍液后再通过200℃~300℃焙烧处理，有效提升了活性组分的活性效果，显著延长了水解催化剂的使用寿命，从1~2个月的更换周期延长至12个月以上。
本发明的高炉煤气羰基硫水解催化剂的应用，该应用方法采用预处理先脱氯后脱硫的双脱结合工艺，在水解催化剂性能一致的情况下，通过工艺应用的改进进一步提升了本发明水解催化剂的使用寿命，同时在不锈钢罐体上采用高进低出的结构，并在内部设置气体分布器，对气流进行分流控制，避免了对脱氯剂、水解催化剂和脱硫剂的冲击破损，保证了水解催化剂可循环利用。
附图说明
图1：现有高炉煤气处理的工艺流程图；
图2：本发明高炉煤气羰基硫水解催化剂的制备工艺流程图；
图3：本发明高炉煤气羰基硫水解催化剂应用流程图；
图4：本发明高炉煤气羰基硫水解催化剂转化率效果图，图中表明催化剂活性较高，转化率在120个小时后一直维持在98%以上，出口气体中羰基硫均小于2.0mg/Nm3；
图5：本发明高炉煤气羰基硫水解催化剂使用前后晶相对比示意图，图中上面曲线为使用前的XRD晶相图，下面曲线为使用12个月后的XRD晶相图，使用前后催化剂晶相没有发生改变，表示仍具有水解催化功能。
具体实施方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。
本发明的高炉煤气羰基硫水解催化剂，包括氧化铝载体、担载在所述氧化铝载体上的活性组分、活性增强以及抗毒添加剂；所述氧化铝载体为大孔型γ-Al2O3载体，所述活性组分为氧化钾、氧化钠和氧化铂，所述添加剂为三氧化钼、氧化铯和氧化钡；所述高炉煤气水解催化剂中，所述氧化铝载体占80~90wt％，所述活性组分占8~15wt％，所述添加剂1.5~5.5wt％。
进一步地，所述氧化铝载体为高纯氧化铝载体，氧化铝含量≥99.5%，优选99.9%，且内部的大孔孔隙率为45~50%，优选48%~50%。
进一步地，所述活性组分按质量百分数占比为：氧化钾5%~10%、氧化钠3%~5%和氧化铂≤0.003%。
进一步地，所述添加剂按质量百分数占比为：三氧化钼1%~3%、氧化铯0.5%~1%和氧化钡2%~5%。
如图2所示，本发明还提供上述高炉煤气羰基硫水解催化剂的制备方法，采用活性组分浸渍法和低温焙烧工艺，具体包括以下步骤：
（1）制备载体：将活性γ-Al2O3粉、分子筛和扩孔剂按比例混合均匀得到固体混合物，然后将所述固体混合物送入氧化铝滚球机进行制球，采用自动喷水工艺进行加水制球，再经烘干得到载体前驱体，再将所述载体前驱体进行预烧增强，自然冷却至室温后得到大孔型载体；
（2）制备活性浸渍液：根据活性组分质量百分比称取固态的钾、钠、铂的盐类化合物，按添加剂的组分质量百分比称取钼、铯和钡的盐类化合物，将上述添加剂溶于去离子水溶液中，得到浸渍液；
（3）载体吸附浸渍液：将步骤（1）制备的大孔型载体浸没式放入步骤（2）制备的活性浸渍液中，浸渍2~4h后取出沥干表面水分，得到吸附活性组分的载体毛坯；
（4）毛坯干燥：将载体毛坯放入80℃~120℃烘干房内干燥，干燥周期为6~12h，且载体之间应留有干燥间隙；
（5）毛坯焙烧：将干燥好的载体毛坯进行焙烧，焙烧温度为200℃~300℃，焙烧周期为12~14h，包括3~5h缓慢初始升温段、4~5h中间保温段、1~2h快速升温段和2~4h自然冷却段，经过焙烧周期严格焙烧后，得到所述高炉煤气水解催化剂；
（6）检验包装：将所述高炉煤气羰基硫水解催化剂进行外观、尺寸和转化率检验，最后按重量进行包装入箱。
进一步地，所述步骤（1）中分子筛为ZSM-5分子筛或13X分子筛的一种。
进一步地，所述步骤（1）中扩孔剂为醋酸、草酸、硝酸中的一种或两种。
进一步地，所述步骤（1）中载体前驱体的预烧温度为500℃~550℃。
进一步地，所述步骤（2）中固态的钾、钠、铂、钼、铯和钡的盐类化合物质量比为(30~50)：(15~40)：(0~0.01)：(1~20)：(0.5~10)：(2~25)，并且上述盐类固态混合物每100g溶解于300~400ml的去离子水中。
如图3所示，本发明还提供了上述高炉煤气羰基硫水解催化剂的应用方法，具体包括如下工艺流程：钢铁冶炼高炉产生的煤气通过管道输送至除尘器，通过所述除尘器进行除尘，经除尘后的高炉煤气进入TRT余压发电系统进行余压发电，经发电后的高炉煤气进入装有脱氯剂的不锈钢罐体内进行预处理，一方面脱氯一方面减少后道工序的气流冲击，然后进入装有所述水解催化剂的不锈钢罐体进行羰基硫水解，再由管路输送至脱硫塔内部进行脱硫，脱硫完成的高炉煤气进入加热炉等用气单元进行使用后达标排放；具体的，所述不锈钢罐体均采用高进低出管道分布方式，且在所述不锈钢罐体内部上下设置气体分布器，从而减少高炉煤气的气流冲击力。
下面结合具体的例子对本发明的高炉煤气羰基硫水解催化剂、制备方法及其应用进一步介绍。
实施例1
本实施例中的高炉煤气羰基硫水解催化剂通过以下步骤制备而成：
（1）制备载体：将纯度99.9%的活性γ-Al2O3粉、ZSM-5分子筛和醋酸按比例85：10：5混合均匀得到固体混合物，然后将所述固体混合物送入氧化铝滚球机进行制球，采用自动喷水工艺进行加水制球，再经烘干得到载体前驱体，再将烘干后的所述载体前驱体在500℃进行预烧增强，预烧周期为6~8h，自然冷却至室温后得到大孔型氧化铝载体；
（2）制备活性浸渍液：根据活性组分质量百分比称取固态活性组分，其中钾、钠、铂、钼、铯和钡的盐类化合物质量比为30：40：0.001：13.959：6：10.04，具体的，加入盐类化合物分别为：碳酸钾、碳酸氢钠、氯铂酸、钼酸铵、碳酸铯、碳酸钡，并且上述盐类化合物的固态混合物每100g溶解于300ml的去离子水中，得到活性浸渍液；
（3）载体吸附浸渍液：将步骤（1）制备的大孔型氧化铝载体浸没式放入步骤（2）制备的活性浸渍液中，浸渍2h后取出沥干表面水分，得到吸附活性组分的载体毛坯；
（4）毛坯干燥：将载体毛坯放入80℃烘干房内干燥，干燥周期为12h，且载体毛坯之间应留有干燥间隙，具体的毛坯干燥间隙为2~5mm；
（5）毛坯焙烧：将干燥好的载体毛坯进行焙烧，焙烧温度为280℃，焙烧周期为12h，包括3h缓慢初始升温段、4h中间保温段、2h快速升温段和3h自然冷却段，经过焙烧周期严格焙烧后，得到所述高炉煤气水解催化剂；
（6）检验包装：将所述高炉煤气羰基硫水解催化剂进行外观、尺寸和转化率检验，最后按重量进行包装入箱。
经上述步骤制备的高炉煤气羰基硫水解催化剂中氧化铝载体占80.8wt％，活性组分14.6wt％，添加剂占4.6wt％。
将上述方法制备的高炉煤气羰基硫水解催化剂进行实际生产应用，具体包括如下工艺流程：钢铁冶炼高炉产生的煤气通过管道输送至除尘器，通过所述除尘器进行除尘，经除尘后的高炉煤气进入TRT余压发电系统进行余压发电，高炉煤气经过除尘、TRT发电后，系统温度、压力分别在20~100℃、10~15kPa，经发电后的高炉煤气进入装有脱氯剂的不锈钢罐体内进行预处理，高炉煤气从不锈钢罐体的上部进入，经过气体分布器减速分流后从不锈钢罐体下部排出，然后进入装有所述水解催化剂的不锈钢罐体进行羰基硫水解，同样采用高进低出的方式，进口COS含量20~80ppm，H2 S浓度100~200ppm，O2浓度0.2~0.3％，测得水解催化剂的水解转化率为98.0％，更换周期为12个月以上，如图4所示；再由管路输送至脱硫塔内部进行脱硫，脱硫塔也是高进低出方式，脱硫完成的高炉煤气进入加热炉等用气单元进行使用后达标排放，总体采用的是“预处理+水解催化法+干法脱硫”的高炉煤气精脱硫工艺路线；如图5所示，图中上面曲线为使用前的XRD晶相图，下面曲线为使用12个月后的XRD晶相图，使用前后催化剂晶相没有发生改变，表示仍具有水解催化功能。
实施例2
本实施例中的高炉煤气羰基硫水解催化剂通过以下步骤制备而成：
（1）制备载体：将纯度99.9%的活性γ-Al2O3粉、13X分子筛和草酸按比例85：10：5混合均匀得到固体混合物，然后将所述固体混合物送入氧化铝滚球机进行制球，采用自动喷水工艺进行加水制球，再经烘干得到载体前驱体，再将烘干后的所述载体前驱体在520℃进行预烧增强，预烧周期为6~8h，自然冷却至室温后得到大孔型氧化铝载体；
（2）制备活性浸渍液：根据活性组分质量百分比称取固态活性组分，其中钾、钠、铂、钼、铯和钡的盐类化合物质量比为40：40：0.002：12.958：4：3.04，具体的，加入盐类化合物分别为：碳酸钾、碳酸氢钠、氯铂酸、钼酸铵、碳酸铯、碳酸钡，并且上述盐类化合物的固态混合物每100g溶解于300ml的去离子水中，得到活性浸渍液；
（3）载体吸附浸渍液：将步骤（1）制备的大孔型氧化铝载体浸没式放入步骤（2）制备的活性浸渍液中，浸渍3h后取出沥干表面水分，得到吸附活性组分的载体毛坯；
（4）毛坯干燥：将载体毛坯放入100℃烘干房内干燥，干燥周期为10h，且载体毛坯之间应留有干燥间隙，具体的毛坯干燥间隙为2~5mm；
（5）毛坯焙烧：将干燥好的载体毛坯进行焙烧，焙烧温度为300℃，焙烧周期为13h，包括4h缓慢初始升温段、4h中间保温段、2h快速升温段和3h自然冷却段，经过焙烧周期严格焙烧后，得到所述高炉煤气水解催化剂；
（6）检验包装：将所述高炉煤气羰基硫水解催化剂进行外观、尺寸和转化率检验，最后按重量进行包装入箱。
经上述步骤制备的高炉煤气羰基硫水解催化剂中氧化铝载体占85.5wt％，活性组分11.5wt％，添加剂占3wt％。
将上述方法制备的高炉煤气羰基硫水解催化剂进行实际生产应用，具体包括如下工艺流程：钢铁冶炼高炉产生的煤气通过管道输送至除尘器，通过所述除尘器进行除尘，经除尘后的高炉煤气进入TRT余压发电系统进行余压发电，高炉煤气经过除尘、TRT发电后，系统温度、压力分别在50~80℃、10~15kPa，经发电后的高炉煤气进入装有脱氯剂的不锈钢罐体内进行预处理，高炉煤气从不锈钢罐体的上部进入，经过气体分布器减速分流后从不锈钢罐体下部排出，然后进入装有所述水解催化剂的不锈钢罐体进行羰基硫水解，同样采用高进低出的方式，进口COS含量50~200ppm，H2 S浓度100~200ppm，O2浓度0.1~0.2％，测得水解催化剂的水解转化率为98.8％，更换周期为12个月以上，如图4所示；再由管路输送至脱硫塔内部进行脱硫，脱硫塔也是高进低出方式，脱硫完成的高炉煤气进入加热炉等用气单元进行使用后达标排放，总体采用的是“预处理+水解催化法+干法脱硫”的高炉煤气精脱硫工艺路线；如图5所示，图中上面曲线为使用前的XRD晶相图，下面曲线为使用12个月后的XRD晶相图，使用前后催化剂晶相没有发生改变，表示仍具有水解催化功能。
实施例3
本实施例中的高炉煤气羰基硫水解催化剂通过以下步骤制备而成：
（1）制备载体：将纯度99.9%的活性γ-Al2O3粉、13X分子筛和硝酸按比例87：10：3混合均匀得到固体混合物，然后将所述固体混合物送入氧化铝滚球机进行制球，采用自动喷水工艺进行加水制球，再经烘干得到载体前驱体，再将烘干后的所述载体前驱体在550℃进行预烧增强，预烧周期为8~10h，自然冷却至室温后得到大孔型氧化铝载体；
（2）制备活性浸渍液：根据活性组分质量百分比称取固态活性组分，其中钾、钠、铂、钼、铯和钡的质量比为45：38：0.003：7.997：3：6，具体的，加入盐类化合物分别为：碳酸钾、碳酸氢钠、氯铂酸、钼酸钠、硝酸铯、硝酸钡，并且上述盐类化合物的固态混合物每100g溶解于400ml的去离子水中，得到活性浸渍液；
（3）载体吸附浸渍液：将步骤（1）制备的大孔型氧化铝载体浸没式放入步骤（2）制备的活性浸渍液中，浸渍4h后取出沥干表面水分，得到吸附活性组分的载体毛坯；
（4）毛坯干燥：将载体毛坯放入80℃烘干房内干燥，干燥周期为12h，且载体毛坯之间应留有干燥间隙，具体的毛坯干燥间隙为2~5mm；
（5）毛坯焙烧：将干燥好的载体毛坯进行焙烧，焙烧温度为300℃，焙烧周期为14h，包括5h缓慢初始升温段、4h中间保温段、1h快速升温段和4h自然冷却段，经过焙烧周期严格焙烧后，得到所述高炉煤气水解催化剂；
（6）检验包装：将所述高炉煤气羰基硫水解催化剂进行外观、尺寸和转化率检验，最后按重量进行包装入箱。
经上述步骤制备的高炉煤气羰基硫水解催化剂中氧化铝载体占85.3wt％，活性组分12.2wt％，添加剂占2.5wt％。
将上述方法制备的高炉煤气羰基硫水解催化剂进行实际生产应用，具体包括如下工艺流程：钢铁冶炼高炉产生的煤气通过管道输送至除尘器，通过所述除尘器进行除尘，经除尘后的高炉煤气进入TRT余压发电系统进行余压发电，高炉煤气经过除尘、TRT发电后，系统温度、压力分别在40~100℃、10~15kPa，经发电后的高炉煤气进入装有脱氯剂的不锈钢罐体内进行预处理，高炉煤气从不锈钢罐体的上部进入，经过气体分布器减速分流后从不锈钢罐体下部排出，然后进入装有所述水解催化剂的不锈钢罐体进行羰基硫水解，同样采用高进低出的方式，进口COS含量20~50ppm，H2 S浓度20~80ppm，O2浓度0.1~0.2％，测得水解催化剂的水解转化率为99.5％，更换周期为12个月以上，如图4所示；再由管路输送至脱硫塔内部进行脱硫，脱硫塔也是高进低出方式，脱硫完成的高炉煤气进入加热炉等用气单元进行使用后达标排放，总体采用的是“预处理+水解催化法+干法脱硫”的高炉煤气精脱硫工艺路线；如图5所示，图中上面曲线为使用前的XRD晶相图，下面曲线为使用12个月后的XRD晶相图，使用前后催化剂晶相没有发生改变，表示仍具有水解催化功能。
最后，需要说明的是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (4)

1.一种高炉煤气羰基硫水解催化剂，包括氧化铝载体、担载在所述氧化铝载体上的活性组分、活性增强以及抗毒添加剂；其特征在于，所述氧化铝载体为大孔型γ-Al2O3载体，所述活性组分为氧化钾、氧化钠和氧化铂，所述添加剂为三氧化钼、氧化铯和氧化钡；
所述氧化铝载体占80~90wt％，所述活性组分占8~15wt％，所述添加剂占1.5~5.5wt％；
所述活性组分按质量百分数占比为：氧化钾5%~10%、氧化钠3%~5%和氧化铂≤0.003%；
所述添加剂按质量百分数占比为：三氧化钼1%~3%、氧化铯0.5%~1%和氧化钡2%~5%；
所述高炉煤气羰基硫水解催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）制备载体：将活性γ-Al2O3粉、分子筛和扩孔剂按比例混合均匀得到固体混合物，所述分子筛为ZSM-5分子筛或13X分子筛的一种，所述扩孔剂为醋酸、草酸、硝酸中的一种或两种，然后将所述固体混合物送入氧化铝滚球机进行制球，采用自动喷水工艺进行加水制球，再经烘干得到载体前驱体，再将所述载体前驱体进行预烧增强，自然冷却至室温后得到大孔型γ-Al2O3载体；
（2）制备活性浸渍液：根据活性组分质量百分比称取固态的钾、钠、铂的盐类化合物，按添加剂的组分质量百分比称取钼、铯和钡的盐类化合物，将上述活性组分和添加剂溶于去离子水溶液中，得到活性浸渍液；
（3）载体吸附活性浸渍液：将步骤（1）制备的大孔型γ-Al2O3载体浸没式放入步骤（2）制备的活性浸渍液中，浸渍2~4h后取出沥干表面水分，得到吸附活性组分的载体毛坯；
（4）毛坯干燥：将载体毛坯放入80℃~120℃烘干房内干燥，干燥周期为6~12h，且载体之间应留有干燥间隙；
（5）毛坯焙烧：将干燥好的载体毛坯进行焙烧，焙烧温度为200℃~300℃，焙烧周期为12~14h，包括3~5h缓慢初始升温段、4~5h中间保温段、1~2h快速升温段和2~4h自然冷却段，经过焙烧周期严格焙烧后，得到所述高炉煤气水解催化剂；
（6）检验包装：将所述高炉煤气羰基硫水解催化剂进行外观、尺寸和转化率检验，最后按重量进行包装入箱。
2.根据权利要求1所述的高炉煤气羰基硫水解催化剂，其特征在于，所述步骤（1）中载体前驱体的预烧温度为500℃~550℃。
3.根据权利要求1所述的高炉煤气羰基硫水解催化剂，其特征在于，所述步骤（2）中固态的钾、钠、铂、钼、铯和钡的盐类化合物质量比为(30-50)：(15-40)：(0-0.01)：(1-20)：(0.5-10)：(2-25)，并且上述金属盐固态混合物每100g溶解于300~400ml的去离子水中。
4.一种根据权利要求1所述的高炉煤气羰基硫水解催化剂的应用方法，其特征在于，应用方法如下：钢铁冶炼高炉产生的煤气通过管道输送至除尘器，通过所述除尘器进行除尘，经除尘后的高炉煤气进入TRT余压发电系统进行余压发电，经发电后的高炉煤气进入装有脱氯剂的不锈钢罐体内进行预处理，一方面脱氯一方面减少后道工序的气流冲击，然后进入装有所述水解催化剂的不锈钢罐体进行羰基硫水解，再由管路输送至脱硫塔内部进行脱硫，脱硫完成的高炉煤气进入加热炉等用气单元进行使用后达标排放。
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