脱除含硫化氢气体中的氧气的方法及催化剂的用途技术

本发明专利技术公开了一种脱除含硫化氢气体中的氧气的方法及催化剂的用途。该方法包括如下步骤：将含硫化氢气体与催化剂接触以脱除氧气；其中，所述催化剂包括1～7重量份CuO，5～15重量份CeO2，15～25重量份ZnO和55～70重量份ZrO2；其中，所述含硫化氢气体中H2S的浓度为1～70mg/Nm3，O2的浓度为100～5000ppm。该方法能够将含硫化氢气体中的O2有效地脱除。有效地脱除。

【技术实现步骤摘要】
脱除含硫化氢气体中的氧气的方法及催化剂的用途


[0001]本专利技术涉及一种脱除含硫化氢气体中的氧气的方法及催化剂的用途。

技术介绍

[0002]高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的可燃性气体，其主要成分为氮气、二氧化碳、一氧化碳、氧气、氢气及少量硫化物。硫化物以有机硫和无机硫为主，对于有机硫的脱除主要以水解为主，而高炉煤气中所含氧气易将水解转化的硫化物氧化为单质硫或硫酸盐，造成水解催化剂中毒失活，因此高炉煤气脱氧是提高水解催化剂寿命的有效途径。可利用脱氧催化剂将高炉煤气中的CO与O2反应，从而将O2脱除。
[0003]CN102319570A公开了一种一氧化碳氧化的三元复合氧化物催化剂。催化剂的组成为CuO
‑
CeO
‑
M，M为Co、Ni、Zn、Mg、Zr金属氧化物中的至少一种，催化剂各成分含量的摩尔比为CuO:CeO:M＝20:80:(0.1～20)。该催化剂为三元复合氧化物催化剂，且催化剂中CeO的含量较高，对含有硫化物的气体的催化氧化效果较差。
[0004]CN104475114A公开了一种脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂。该催化剂包括主组分CuO、第二组分ZnO、第三组分CeO2、第四组分M的氧化物；M选自Zr、Mn、Mg、Fe、La、Pr、Nd、Sm中的一种或多种。该催化剂以CuO为主组分，其耐硫性能较差。
[0005]目前，尚没有脱除含硫化氢气体中的氧气的相关报道。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种脱除含硫化氢气体中的氧气的方法，该方法能够将含硫化氢气体中的O2有效地脱除。本专利技术的另一个目的在于提供一种催化剂的用途。
[0007]本专利技术的技术目的通过如下技术方案实现。
[0008]一方面，本专利技术提供了一种脱除含硫化氢气体中的氧气的方法，包括如下步骤：
[0009]将含硫化氢气体与催化剂接触以脱除氧气；
[0010]其中，所述催化剂包括1～7重量份CuO，5～15重量份CeO2，15～25重量份ZnO和55～70重量份ZrO2；
[0011]其中，所述含硫化氢气体中H2S的浓度为1～70mg/Nm3，O2的浓度为100～5000ppm。
[0012]根据本专利技术的方法，优选地，所述催化剂主要由1～7重量份CuO，5～15重量份CeO2，15～25重量份ZnO和55～70重量份ZrO2组成。
[0013]根据本专利技术的方法，优选地，将含硫化氢气体在50～160℃下与催化剂接触。
[0014]根据本专利技术的方法，优选地，将含硫化氢气体在空速为500～3000h
‑1的条件下与催化剂接触。
[0015]根据本专利技术的方法，优选地，将含硫化氢气体在固定床反应器中与催化剂接触。
[0016]根据本专利技术的方法，优选地，所述催化剂为圆柱状，直径为2～8mm。
[0017]根据本专利技术的方法，优选地，还包括催化剂的制备步骤：
[0018](1)将包括氧化锌、氧化锆和田菁粉的混合物浸渍到含有可溶性铜盐和可溶性铈盐的水溶液中；然后混捏，得到混捏物；
[0019](2)将混捏物成型，得到坯体；
[0020](3)将坯体干燥，然后焙烧，得到催化剂。
[0021]根据本专利技术的方法，优选地，用等体积浸渍法，浸渍时间为4～10h。
[0022]根据本专利技术的方法，优选地，干燥温度为100～150℃，干燥时间为1～6h；焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为2～7h。
[0023]另一方面，本专利技术提供了一种催化剂在脱除含硫化氢气体中的氧气中的用途，所述催化剂包括1～7重量份CuO，5～15重量份CeO2，15～25重量份ZnO和55～70重量份ZrO2；所述含硫化氢气体中H2S的浓度为1～70mg/Nm3，O2的浓度为100～5000ppm。
[0024]本专利技术发现，采用含有特定含量的CuO、CeO2、ZnO和ZrO2的催化剂可以脱除含有硫化氢的气体中氧气。该催化剂在适当条件下具有较强的抗硫性能，因而催化效果更好。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0026]<脱除含硫化氢气体中的氧气的方法>
[0027]本专利技术的脱除含硫化氢气体中的氧气的方法包括如下步骤：将含硫化氢气体与催化剂接触以脱除氧气。具体地，将含硫化氢气体在固定床反应器中与催化剂相接触。含硫化氢气体可以从固定床反应器的入口通入固定床反应器中。接触后的气体可以从固定床反应器的出口排出。
[0028]含硫化氢气体的实例可以为高炉煤气。含硫化氢气体中，H2S浓度可以为1～70mg/Nm3；优选为10～60mg/Nm3；更优选为30～50mg/Nm3。本专利技术发现，将H2S浓度控制在上述范围，可以避免催化剂中毒。
[0029]含硫化氢气体中，O2的浓度为100～5000ppm；优选为500～4000ppm；更优选为1000～3000ppm。本专利技术发现，含硫化氢气体中氧气浓度不宜过高，否则将导致脱氧效率降低。本专利技术对于低氧气浓度的含硫化氢气体具有更好的脱除效果。
[0030]含硫化氢气体中，CO的浓度为5～50vol％；优选为10～35vol％；更优选为15～25vol％。这样有利于改善脱氧效率。
[0031]本专利技术的催化剂包括CuO、CeO2、ZnO和ZrO2。在某些实施方案中，本专利技术的催化剂主要由CuO、CeO2、ZnO和ZrO2组成。在某些实施方案中，本专利技术的催化剂由CuO、CeO2、ZnO和ZrO2组成。
[0032]CuO的含量为1～7重量份；优选为2～5重量份；更优选为3～4重量份。
[0033]CeO2的含量为5～15重量份；优选为8～13重量份；更优选为10～11重量份。
[0034]ZnO的含量为15～25重量份；优选为17～23重量份；更优选为20～21重量份。
[0035]ZrO2的含量为55～70重量份；优选为60～65重量份；更优选为62～63重量份。
[0036]采用上述组成的催化剂，可以避免催化剂中毒，且保证良好的脱氧效果。
[0037]催化剂可以为圆柱状。直径可以为2～8mm；优选为3～6mm；更优选为4～5mm。
[0038]本专利技术的脱除含硫化氢气体中的氧气的方法还可以包括催化剂的制备步骤：(1)
浸渍和混捏；(2)成型；和(3)干燥和焙烧。
[0039]将包括氧化锌、氧化锆和田菁粉的混合物浸渍到含有可溶性铜盐和可溶性铈盐的水溶液中，然后混捏，得到混捏物。
[0040]可溶性铜盐可以选自硝酸铜、氯化铜、硫酸铜中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施方式，可溶性铜盐为硝酸铜。
[0041]可溶性铈盐可以选自硝酸铈、氯化铈、硫酸铈中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施方式，可溶性铈盐为硝酸铈。
[0042]氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱除含硫化氢气体中的氧气的方法，其特征在于，包括如下步骤：将含硫化氢气体与催化剂接触以脱除氧气；其中，所述催化剂包括1～7重量份CuO，5～15重量份CeO2，15～25重量份ZnO和55～70重量份ZrO2；其中，所述含硫化氢气体中H2S的浓度为1～70mg/Nm3，O2的浓度为100～5000ppm。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂主要由1～7重量份CuO，5～15重量份CeO2，15～25重量份ZnO和55～70重量份ZrO2组成。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将含硫化氢气体在50～160℃下与催化剂接触。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将含硫化氢气体在空速为500～3000h
‑1的条件下与催化剂接触。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将含硫化氢气体在固定床反应器中与催化剂接触。6.根据权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王键，孙曼丽，张敏，
申请(专利权)人：中晶环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：