[发明专利]一种载硫活性炭的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种载硫活性炭的制备方法及其应用，具体为提供了一种载硫活性炭及其制备方法和将该载硫活性炭用于亚硫酸氢盐的催化歧化反应，以及采用该载硫活性炭催化亚硫酸氢盐制备单质硫的方法。本发明采用载硫活性炭作为催化剂，可在较低温度下实现高浓度亚硫酸氢盐的歧化反应。活性炭和硫廉价易得，且制备获得的载硫活性炭可循环使用。因此，以载硫活性炭作为亚硫酸氢盐的歧化反应的催化剂具有广阔的市场前景和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种载硫活性炭，具体涉及一种载硫活性炭的制备方法及其应用，属于载硫活性炭制备及应用技术领域。

背景技术

载硫活性炭是采用优质活性炭为基炭，经特殊工艺制成含硫活性炭，现阶段主要用于国内外天然气/煤气等含汞气体脱汞装置中。

中国专利文件CN111675215A，公开了载硫活性炭材料及其制备方法和应用。其通过将四氢呋喃、含硫固体杂环有机物、过渡金属盐和二氧化硅模板混合，并去除溶剂，得到块状样品；然后研磨成粉状颗粒，在惰性气氛中碳化得到碳化产物；最后去除碳化产物中的二氧化硅模板以及碳化产物表面的金属盐，得到载硫活性炭材料。所述载硫活性炭材料的比表面积为1000-2000m²/g，以载硫活性炭材料的总重量为基准，该载硫活性炭材料的硫含量为10-20重量％。该载硫活性炭材料的硫含量较高(10-20％)，比表面积较大，对汞单质具有较好的吸附效果；而且该载硫活性炭具有较好的稳定性，能够延长使用周期。

中国专利文件CN101474551A，公开了用于烟气脱汞的载硫活性炭及其制备方法。通过将活性炭颗粒冲洗干净后烘干备用。然后采用热沉淀法在氮气气氛下将单质硫负载到活性炭中获得载硫活性炭。该载硫活性炭不仅具有硫含量高(18-30％)、硫在活性炭表面分布均匀的优点，并且该活性炭的比表面积、孔容和孔径性质等仍具有活性炭；还具有工艺方法简单、容易操作，成本低廉，可广泛应用于燃煤电厂烟气的脱汞应用等特点。

硫磺为氧族单质非金属固体，是一种重要的化工原料，广泛用于生产各种化工产品、火药、火柴、颜料以及药用品。粉末状的硫在农业上可用作杀虫剂和杀菌剂。硫磺的主要来源于自然硫的矿床提取和天然气、煤气和工业废气中回收硫磺。随着硫磺需求量的扩大，从废气或废水中回收硫磺日益成为一种重要的硫磺来源。

液相歧化制硫法是指利用亚硫酸氢盐中硫元素为中间价态的特点，在高温和催化剂的条件下发生歧化，实现单质硫的回收。如中国专利文件200710035059.4，报道了采用硫化钠吸收二氧化硫，得到亚硫酸氢钠，再在120～240℃下发生反应得到单质硫。为了进一步的降低反应温度，柴立元等人报道了中国专利文件201210391355.9和中国专利文件201210392392.1，公开了利用单质硒催化亚硫酸氢盐歧化，实现了在80～100℃条件下，在液相条件下回收了单质硫。此外，刘恢等人报道了中国专利文件201711078170.1，公开了利用光照和碘离子的协同作用，在常温常压条件下实现了单质硫的回收。但是由于硒和碘都较贵，目前无法适用于大规模生产和应用。通过催化法使亚硫酸氢盐歧化，以回收硫磺是一种低成本的操作方法。但由于其催化剂价格较高，该工艺一直未得到大规模推广。因此寻找一种低成本高效亚硫酸氢盐歧化催化剂具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种载硫活性炭的制备方法及其应用，具体为提供了一种载硫活性炭及其制备方法和将该载硫活性炭用于亚硫酸氢盐的催化歧化反应，以及采用该载硫活性炭催化亚硫酸氢盐制备单质硫的方法。本发明采用载硫活性炭作为催化剂，可在50℃左右的条件下实现高浓度亚硫酸氢盐的歧化反应。单质硫和活性炭均为简单易得的较为廉价的物质，该反应温度温和，制备获得的载硫活性炭可循环使用。因此，以载硫活性炭作为亚硫酸氢盐的歧化反应的催化剂具有广阔的市场前景和经济效益。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

根据本发明的第一种实施方案，提供一种载硫活性炭的制备方法。

一种载硫活性炭的制备方法，该方法包括如下步骤：