[发明专利]连续催化净化含硫气体的方法和装置

说明书

本申请公开了一种连续催化净化含硫气体的方法和装置。该方法包括在催化净化含硫气体的过程中对中毒催化剂进行再生处理；其中，所述中毒催化剂中至少有一部分硫中毒。该方法利用催化剂表面形成的硫酸盐在高温下能分解转化成SO₂被除，重新产生活性位，从而使催化剂活性位得到原位再生，即在线再生，从而使催化净化过程连续进行。

技术领域

本申请涉及一种连续催化净化含硫气体的方法和装置，属于化工净化技术领域。

背景技术

化工、石油、油漆、印染、食品等行业会导致大量的挥发性有机物(VolatileOrganic Compounds，VOCs)排放，VOCs的排放会诱发光化学反应导致雾霾、臭氧等复合污染；此外，部分VOCs组分如芳香烃类、甲醛等会对人体和其他生物体造成不可逆转的危害，而且会通过生物链相互传播，给人民的身体健康构成很大威胁。因此，治理工业废气，控制VOCs的排放，一直是人民普遍关注的问题，各国政府也都给予了高度重视。

用于处理含硫工业废气的技术主要有活性炭吸附、直接燃烧、催化燃烧、高温焚烧、吸收法、冷凝法、等离子低温催化氧化法等。催化燃烧是具有处理效率高、无二次污染等优点，适用于越来越严格的环保法规催化燃烧也称为无焰燃烧，其实质是催化氧化反应，即采用催化剂，利用催化剂的深度催化氧化活性将有机组分在燃点以下的温度(200～400℃)与氧气反应生成无毒的CO₂和H₂O，达到净化目的。催化燃烧的实质是活性氧参与剧烈的氧化反应，在低温条件下，催化剂将氧活化，降低反应的活化能，当活化的氧与反应物接触时发生能量传递，反应物分子被活化，导致可燃组分在燃点以下就可以发生燃烧反应，同时利用燃烧产生的热量，进一步加速氧化反应的进行。

对于处理含硫工业尾气，催化剂的硫中毒是影响催化剂寿命的重要因素。由于尾气中含有二氧化硫，而二氧化硫被氧化成三氧化硫后会进一步形成硫酸盐，减少催化剂的活性位而导致失活，降低催化剂的活性，使净化效果降低。

中国专利CN89105594.0公开了一种“含硫有机废气焚烧催化剂及其制备方法”，该催化剂以经过硫酸处理的天然丝光沸石为载体，V₂O₅为活性组分，铂、钯等贵金属作为辅助。该催化剂对含硫有机物的氧化有较好的效果，也对CO、低碳烷烃类、含氧有机物有较好的净化效果。中国专利CN200910030474.X公开了一种“净化柴油车尾气的氧化催化剂及其制备方法”，这种催化剂以堇青石或者金属蜂窝作为载体，以钨-钛-硅复合氧化物、或者硅-钛复合氧化物、或分子筛作为涂层，以Pt、Pd等贵金属作为活性组分。该催化剂对柴油车尾气中的烃和一氧化碳的转化率高，并能一定程度抑制二氧化硫的氧化。中国专利CN88100589公开了一种“净化废气的催化剂及其生产方法”，这种催化剂由蜂窝载体和涂层组成，涂层是由负载铂族金属的氧化锆、难熔无机氧化物和稀土金属氧化物组成，该催化剂的制备采用浆料涂覆法，将氧化物的含水浆料涂覆蜂窝载体并经过干燥煅烧。这种催化剂不足在于：贵金属组分有相当一部分被金属氧化物覆盖，一定程度上降低了贵金属的有效利用率。中国专利CN105536823A公开了一种耐硫催化燃烧催化剂及其制备方法，该催化剂采用蜂窝陶瓷作为载体，首先涂覆Al₂O₃涂层，然后涂覆TiO₂-CeO₂涂层，涂覆后用硫酸溶液处理，最后浸渍活性组分Pt、Pd、Fe₂O₃和Ag。该催化剂对含硫有机废气具有良好的催化活性和稳定性，但涂覆容易造成涂层不均匀且易脱落，在长周期运行过程中，催化剂活性会下降。中国专利CN102553585A公开了一种用于瓦斯气脱氧的耐硫催化剂及其制备方法和应用，在催化剂中添加了Mo，需要预硫化才能保证催化剂的耐硫性能，但是催化剂的活性不高，而且反应为还原性气氛。中国专利CN105709854A公开了一种金属基体催化燃烧催化剂及其制备方法，金属基体的催化剂在高水蒸汽、高SO₂工况下，无法长时间稳定运行。