[发明专利]一种CO催化还原工业烟气SO2

说明书

本发明提供了一种CO催化还原工业烟气SO₂制备硫磺的催化剂及制备方法和应用，利用水热法制备纳米CeO₂载体，负载La、Y为活性组分，经6％SO₂、3％CO预硫化后，制得最终的催化剂。该催化剂反应活性、硫选择性高，稳定性较强。反应生成的副产品硫磺通过溶剂CS₂回收，采用蒸馏工艺回收CS₂溶剂，成本低，无二次污染，硫磺回收率高，解决我国目前硫磺产量较低的现状。

技术领域

本发明涉及大气净化领域，具体涉及一种CO催化还原工业烟气SO₂制备硫磺的催化剂及制备方法和应用。

背景技术

SO₂是无色、有刺激性气味的不可燃气体，是一种分布广、危害大的主要大气污染物，主要来自硫煤和石油的燃烧、石油炼制以及有色金属冶炼和硫酸制造等。烟气脱硫产业的迅猛发展有效地遏制了工业烟气SO₂污染态势，同时也产生了大量的脱硫副产物。根据脱硫工艺的不同，脱硫副产物大致可分为两类：湿法脱硫石膏、半干法脱硫灰渣。但是，脱硫工艺路线单一，脱硫副产物的处置和消纳尚未引起足够重视。部分电厂已出现脱硫副产物石膏无处消纳的情况，只能采取堆放和抛弃的处置方式。大量的副产物仍然以露天堆放为主，不仅占用土地资源，还会对环境造成二次污染。此外，脱硫副产物未有效利用，会造成资源浪费。

目前，常规的脱硫方法工艺较为成熟，脱硫效率较为稳定，但是存在二次污染严重，设备腐蚀等问题。催化还原脱硫是指利用CO、C、H₂、H₂S等还原剂，将烟气中的工业烟气SO2还原成单质硫的工艺，烟气中含有一定量的CO。近年来，随着聚合硫、涂硫尿素、硫磺水泥等硫磺新产品的开发与应用，以及我国橡胶、农药、建材、纺织、化工、染料、日化等行业对硫磺需求的快速增长和硫磺在铺路沥青方面的大量使用。目前，我国的硫磺产量还远远不能满足我国的需求，因此我国每年仍有大量的硫磺依靠进口。催化还原脱硫工艺不仅能有效的脱除工业烟气SO₂，且产生的硫磺无二次污染，还可以解决我国硫磺资源短缺的问题，实现了变废为宝。

发明专利“一种用于CO催化还原SO₂的复合催化剂的制备及回收硫磺的方法”(公开号CN 107497453A)提供了一种用于CO催化还原SO₂的复合催化剂的制备及回收硫磺的方法，该方法采用微波辅助的原位碳模板稳定法，制备了钙铁矿型La_1-xCe_xCoO₃(0 ≤x≤1)复合催化剂，该复合催化剂具有较好的活性稳定性，可制出纯度较高的硫磺，但是该法将硫单质与催化剂混合后再进行硫单质的提取，过程较为繁琐复杂；发明专利“一种CO还原SO₂用催化剂及其制备方法与应用”(公开号CN 109999804B)提供了一种CO 还原SO₂用催化剂及其制备方法与应用，该方法在氧化铝载体的基础上掺杂氧化镧、氧化铈，并添加一定量的锆氧化物、铁氧化物、锰氧化物、钴氧化物、铬氧化物、锌氧化物和锡氧化物一种或几种作为催化剂助剂，该催化剂虽然具有较高的催化活性和硫选择性但是催化剂成分复杂，制备过程较为繁琐，经济性较低。

发明内容

本发明提供了一种CO催化还原工业烟气SO₂制备硫磺的催化剂及制备方法和应用，采用水热法制备了纳米棒CeO₂为载体，提高了活性组分的负载强度，并利用蒸氨法将活性组分La、Y负载在纳米CeO₂载体上。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于CO催化还原工业烟气SO₂催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：