CN1242261A - 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80℃,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 (3)
1.一种以沸石分子筛4A为载体的SO2脱除催化剂,其特征在于:以Fe3+为活性组份,其离子交换度为50-70%。
2.SO2脱除催化剂采用下述方法制备:
①将沸石分子筛制备成40-65目的颗粒;
②配制离子交换液FeCl3;
③将沸石分子筛放于离子交换液中进行离子交换,交换温度为80℃,时间4小时;
④将离子交换后的沸石分子筛过滤洗涤后晾干;
⑤再进行烘干;
⑥最后放入马福炉中活化6小时,活化的温度范围为200℃-400℃。
3.如权利要求1所述的SO2的脱除催化剂,其特征在于:载体沸石分子筛可为X型或5A型或ZSM-5型或合成丝光沸石或天然丝光沸石。
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