[发明专利]一种促进氨法脱硫副产物回收、抑制SO2和NH3再释放的催化剂

说明书

本发明公开了一种催化氧化亚硫酸铵‑回收硫酸铵的固相钴基催化剂，其通过以下步骤制备：1)将六水硝酸钴溶于无水乙醇；2)在步骤1)所得溶液中加入介孔分子筛KIT‑6粉末，使所述粉末完全吸收所述溶液，产生晶化；3)将步骤2)所得物进行干燥；4)将步骤3)所得物进行焙烧，得到Co‑NPs@KIT‑6催化剂。本发明催化剂极大提高亚硫酸铵氧化速率，抑制亚硫酸铵分解，因此抑制了二氧化硫和氨气的再释放，提高了氨法脱硫的脱硫效率。本发明催化剂经过简单的过滤方式可实现催化剂的回收，避免钴离子在亚硫酸铵原液中的流失及钴流失对产物硫酸铵的纯度影响，降低环境毒性。

技术领域

本发明属于工业锅炉及电厂氨法烟气脱硫技术领域，具体涉及一种促进氨法脱硫副产物回收、抑制SO₂和NH₃再释放的催化剂。

背景技术

SO₂是造成酸雨和雾霾等环境污染的重要气态污染物，近年来对我国大气环境造成了巨大危害。现有工业燃煤锅炉中二氧化硫脱除工艺多采用氨法烟气脱硫技术，氨水吸收二氧化硫生成亚硫酸铵副产物。而亚硫酸铵易分解，造成二氧化硫和氨再释放，引起二次污染问题，催化亚硫酸铵氧化不仅可减少氧化设备的尺寸和能耗、提高产品收率，且通过促进硫酸正盐的生成提高脱硫效率、抑制亚硫酸盐的分解，在氨法烟气脱硫工艺中具有至关重要的意义。在现有技术中，亚硫酸铵氧化大多采用均相催化剂，包括钴离子、锰离子、铜离子、铁离子等。但均相催化剂在应用过程中需不断补充，运行成本高，且难以分离，造成硫酸铵产品(常作为氮肥)的二次污染。

发明内容

本发明结合均相催化剂的优势，采用催化性能最优的钴作为活性物种，以介孔分子筛KIT-6为基体，合成了一种可高效催化亚硫酸铵的固相钴基催化剂(Co-NPs@KIT-6)。通过使Co₃O₄纳米颗粒(Co-NPs)均匀分布于KIT-6表面，极大增加活性位点数量，实现亚硫酸铵氧化的高效催化。

本发明的技术方案如下：一种催化氧化亚硫酸铵-回收硫酸铵的固相钴基催化剂，其通过以下步骤制备：

1)将六水硝酸钴溶于无水乙醇；

2)在步骤1)所得溶液中加入介孔分子筛KIT-6粉末，使所述粉末完全吸收所述溶液，产生晶化；

3)将步骤2)所得物进行干燥；

4)将步骤3)所得物进行焙烧，得到Co-NPs@KIT-6催化剂。

进一步，步骤1)中所述六水硝酸钴与无水乙醇的配比为0.02-0.2g/ml。

进一步，步骤2)中所述KIT-6粉末对无水乙醇的吸收特性为0.4g/ml。

进一步，步骤2)中所述KIT-6粉末对六水硝酸钴的质量比为1:0.1-0.5。

进一步，步骤3)中所述干燥在100℃干燥箱中干燥2小时。

进一步，步骤4)中所述焙烧在马弗炉中进行，550℃下焙烧5小时，升温速率5℃/分钟。

本发明的有益效果：本发明催化剂极大提高亚硫酸铵氧化速率，抑制二氧化硫和氨的再释放，提高氨法脱硫效率。本发明催化剂经过简单的过滤方式可实现催化剂的回收，避免钴离子在亚硫酸铵原液中的流失及钴流失对产品硫酸铵的纯度影响，降低环境毒性。

附图说明

图1为不同钴含量Co-NPs@KIT-6催化剂对亚硫酸铵氧化反应的催化性能曲线图。

图2为不同钴含量Co-NPs@KIT-6催化性能与市售Co₃O₄性能对比图。

图3为Co-NPs@KIT-6与其他钴离子催化剂催化性能对比曲线图。