一种高炉煤气脱硫催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112058273A(43)申请公布日2020.12.11(21)申请号202010869624.2(22)申请日2020.08.26(71)申请人中国科学院山西煤炭化学研究所地址030001山西省太原市迎泽区桃园南路27号(72)发明人赵建涛黄戒介房倚天(74)专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限公司14101代理人申艳玲(51)Int.Cl.B01J23/889(2006.01)B01J35/10(2006.01)C10K1/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称一种高炉煤气脱硫催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种高炉煤气脱硫催化剂及其制备方法和应用。本发明中的脱硫催化剂由活性炭载体、活性组分和助催化剂组成，活性组分为氧化锌、氧化铁、氧化锰、氧化铜中的一种或几种组合，助催化剂为碱金属或碱土金属氧化物。其制备方法包括以下步骤：（1）活性炭载体进行官能团和表面酸碱性改性处理；（2）配制活性组分溶液，采用浸渍法在改性活性炭载体上负载活性组分，干燥，焙烧；（3）配制助催化剂组分溶液，采用浸渍法在改性活性炭载体上负载助催化剂组分，干燥，焙烧制得脱硫催化剂。该催化剂用于脱除高炉煤气中的硫化物，降低硫化物浓度至20mg/Nm3以下，饱和硫容大于20%，而且多次再生后仍具有较高的活性，可大幅降低煤气脱硫成本。CN112058273ACN112058273A权利要求书1/2页1.一种高炉煤气脱硫催化剂，其特征在于：由活性炭载体、活性组分和助催化剂组成，载体占催化剂总质量分数的85-95wt%，活性组分占催化剂总质量分数的0.5-10wt%，助催化剂占催化剂总质量分数的1-5wt%。2.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫催化剂，其特征在于：所述活性组分为氧化锌、氧化铁、氧化锰、氧化铜、氧化铈中的一种或几种的混合，几种混合时各组分所占质量比为：氧化锌含量占0-50%，氧化铁含量占0-30%，氧化锰含量占0-30%，氧化铜含量占0-30%，氧化铈含量占0-30%。3.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫催化剂，其特征在于：所述助催化剂为碱金属或碱土金属中的一种或几种组合，碱金属包括钾盐或钠盐，碱土金属包括钙盐或镁盐。4.根据权利要求1所述的高炉煤气脱硫催化剂，其特征在于：所述活性炭载体的比表面积>600m2/g，孔容>0.40cm3/g，碘值>650mg/g。5.根据权利要求4所述的高炉煤气脱硫催化剂，其特征在于：所述活性炭是成型或未成型的煤基活性炭，或是成型或未成型的生物质基活性炭。6.一种权利要求1~5任一项所述的高炉煤气脱硫催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）活性炭的改性预处理：活性炭采用1-3wt%H2O2溶液浸泡3-5h，过滤，100-120℃干燥3-5h；干燥后的活性炭采用2-5wt%NaOH溶液浸泡3-5h，过滤，洗涤至中性，100-120℃烘干，制得改性活性炭载体；（2）活性组分溶液配制：称取锌、铁、锰、铜、铈的硝酸盐或醋酸盐中的一种或几种，溶于去离子水中，制得质量浓度为1-15%的活性组分的盐溶液；（3）活性组分的浸渍负载：称取改性活性炭载体，按照等体积浸渍法，加入配好的活性组分溶液，浸渍2-12h，100-120℃干燥2-8h，300-550℃焙烧2-8h，制得负载活性组分的活性炭；（4）助催化剂组分溶液配制：称取碱金属钾、钠或碱土金属钙、镁的硝酸盐或醋酸盐中的一种或几种，溶于去离子水中，制得质量浓度为1-10%的助催化剂组分的盐溶液；（5）助催化剂组分的浸渍负载：称取负载活性组分的活性炭，按照等体积浸渍法，加入配好的助催化剂组分溶液，浸渍2-6h，100-120℃干燥2-5h，300-550℃焙烧2-5h，制得所述的高炉煤气脱硫催化剂。7.一种权利要求1~5任一项所述的高炉煤气脱硫催化剂在高炉煤气脱硫反应中的应用。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：包括以下步骤：（1）脱硫反应将脱硫催化剂用于高炉煤气的脱硫反应中，反应温度80-180℃，高炉煤气的体积空速200-5000h-1，压力0-10MPa，脱硫催化剂的饱和硫容>20wt%，脱硫精度小于20mg/Nm3；（2）硫的再生当脱硫剂达到饱和后，使用350-550℃高温再生气体对脱硫剂进行再生，再生气体空速500-2000h-1，再生后的脱硫剂可循环使用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：进料时高炉煤气的温度在90-150℃。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述高温再生气体是烟气、氮气或水蒸气2CN112058273A权利要求书2/2页中的一种或几种的混合气；所述高温再生气体中氧气含量小于2vol%。3CN112058273A说