一种高炉煤气脱硫催化剂及其脱硫工艺制造技术

本发明专利技术涉及催化剂领域，具体为一种高炉煤气脱硫催化剂及其脱硫工艺。本发明专利技术公开了一种高炉煤气脱硫催化剂及其脱硫工艺，所述催化剂包含改性氧化铝和Ag

【技术实现步骤摘要】
一种高炉煤气脱硫催化剂及其脱硫工艺


[0001]本专利技术涉及催化剂
，具体为一种高炉煤气脱硫催化剂及其脱硫工艺。

技术介绍

[0002]我国是钢铁大国，近年来我国钢铁产量位居世界第一。钢铁工业作为我国国民经济的重要支柱，对各行各业的发展起到至关重要的作用。高炉煤气是高炉炼铁过程中产生的副产物，是一种可燃性气体，主要组分为55～60％氮气、6～12％二氧化碳、28～33％一氧化碳、1～4％氢气和少量的硫化物，因此燃烧后排放的尾气中含有二氧化硫。
[0003]根据生态环境部等五部委于2019年4月联合发布的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，高炉煤气脱硫成为钢铁行业大气污染控制的卡脖子环节。实施高炉煤气脱硫，降低二氧化硫超低排放不仅能够避免建设分散的末端治理设施，产生显著的经济及环境效益，对促进钢铁工业绿色发展也具有重要意义。高炉煤气中的硫化物以有机硫和无机硫的形式存在，有机硫的含量大约在60～80％，其中羰基硫占有机硫总量的95％以上，而无机硫主要为硫化氢。
[0004]目前高炉煤气的脱硫处理工艺主要分为两个步骤：首先采用水解法以铝基、钛基等作为催化剂，对有机硫进行脱除，该步骤能将大多数有机硫转化为化学性质活泼的硫化氢，随后再采用湿法脱硫的方法，使用碱液如氢氧化钠对硫化氢进行脱除。但此工艺也存在以下问题：一是在水解法脱硫过程中，羰基硫水解反应主要产物为硫化氢，高炉煤气中也含有硫化氢，当硫化氢含量升高时，硫化氢会与催化剂表面的碱性位点发生反应，影响羰基硫的转化。二是使用湿法脱硫技术处理硫化氢时，由于该过程是前端处理工艺，经过大量喷碱和喷水循环洗涤后，会导致煤气热值降低。因此非常有必要对当前的脱硫工艺进行改善。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高炉煤气脱硫催化剂及其脱硫工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种高炉煤气脱硫催化剂及其脱硫工艺，包括以下步骤：
[0007]S1：对高炉煤气进行除尘后，送入TRT余压发电装置进行煤气余压发电；
[0008]S2：对余压发电后的高炉煤气进行脱氯处理，再送入装有高炉煤气脱硫催化剂的水解塔中进行脱硫处理；
[0009]S3：将脱硫处理后的高炉煤气送入用气单元；对水解塔中的高炉煤气脱硫催化剂进行回收并重复利用；
[0010]其中，所述高炉煤气脱硫催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011]步骤1：将碱溶于去离子水中，搅拌均匀得到碱性溶液，随后向碱性溶液中加入铝源，搅拌30～60min后加入硅源，得到混合溶液；对混合溶液持续搅拌老化；将老化后的混合溶液密封并进行水热合成，室温冷却后多次离心至上清液pH呈中性，过滤、干燥得到NaY分
子筛；
[0012]步骤2：将NaY分子筛加入到硝酸银溶液中进行离子交换，去离子水洗涤、过滤，在110～120℃下干燥12h，经过煅烧得到Ag
‑
Y分子筛；
[0013]步骤3：使用等体积浸渍法将γ
‑
氧化铝载体浸渍在活性组分溶液中，浸渍6～8h，在120～140℃下干燥5～6h并在400～500℃下煅烧8～10h，得到负载活性组分的γ
‑
氧化铝载体；使用等体积浸渍法将负载活性组分的γ
‑
氧化铝载体加入到助催化剂溶液中，浸渍6～8h，在120～140℃下干燥5～6h，并在400～500℃下煅烧8～10h，得到改性氧化铝；
[0014]步骤4：将改性氧化铝压片、研磨，使用1mol/L的氢氧化钠溶液浸渍6～8h，干燥后与Ag
‑
Y分子筛混合得到所述高炉煤气脱硫催化剂。
[0015]进一步的，步骤1中，所述混合溶液中，碱、铝源、硅源、水的摩尔比为6.4～8.6：1：12.6～15.4：200～235。
[0016]进一步的，步骤1中，所述混合溶液的老化温度为25～30℃，老化时间为10～12h。
[0017]进一步的，步骤1中，所述水热合成温度为75～90℃，合成时间为8～12h。
[0018]进一步的，步骤1中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的任一种。
[0019]进一步的，步骤1中，所述铝源为偏铝酸钠、铝酸钠、氢氧化铝、氧化铝中的任一种。
[0020]进一步的，步骤1中，所述硅源为硅酸钠、硅酸酯、硅溶胶、石英玻璃、硅凝胶中的任一种。
[0021]进一步的，步骤2中，所述离子交换的具体方法为水浴加热至70～80℃，搅拌24～30h。
[0022]进一步的，步骤2中，各组分用量，按重量计，3～5份NaY分子筛、45～60份硝酸银溶液。
[0023]进一步的，步骤2中，所述硝酸银溶液浓度为0.5～1mol/L。
[0024]进一步的，步骤2中，所述煅烧的具体方法为在400～500℃下煅烧4～6h。
[0025]进一步的，步骤3中，所述活性组分为氧化锌、氧化铁、氧化锰、氧化铁中的任一种或多种。
[0026]进一步的，步骤3中，所述助催化剂为钾盐、钙盐、钠盐、镁盐中的任一种或多种。
[0027]进一步的，步骤3中，所述改性氧化铝中，各组分含量，按重量百分数计算，85～90％γ
‑
氧化铝载体、5～10％活性组分、2～5％助催化剂。
[0028]进一步的，步骤4中，所述高炉煤气脱硫催化剂中各组分含量，按重量计，80～85份改性氧化铝、15～20份Ag
‑
Y分子筛。
[0029]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术制备了一种高炉煤气脱硫催化剂，将活性物质和助催化剂负载在γ
‑
氧化铝载体上得到改性氧化铝，可以通过水解反应将羰基硫转化成化学性质活泼的硫化氢。由于硫化氢与氧化铝表面负载的活性组分之间也存在化学反应，其与羰基硫之间存在竞争关系。通过对NaY分子筛进过离子交换，引入对硫化氢具有强力的吸附作用的Ag
‑
Y分子筛组分，不仅能够吸附高炉煤气中原本含有的硫化氢组分，还能对水解反应中产生的硫化氢进行吸附，从而使得羰基硫更大限度地被催化水解。此外，本专利技术制备的催化剂能够做到在水解塔中将有机硫和无机硫组分进行一步脱除，后续仅需对催化剂进行回收，无需对高炉煤气进行喷碱和喷水循环洗涤处理，不仅工艺简便，还避免了煤气热值降低的问题。
具体实施方式
[0030]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]本专利技术中使用的原料及其来源如下：氢氧化钠(CAS号：1310
‑
73
‑
2)、偏铝酸钠(CAS号：11138
‑
49
‑
6)、硅酸钠(CAS号：13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高炉煤气的脱硫工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1：对高炉煤气进行除尘，随后送入TRT余压发电装置进行煤气余压发电；S2：对余压发电后的高炉煤气进行脱氯处理，再送入装有高炉煤气脱硫催化剂的水解塔中进行脱硫处理；S3：将脱硫处理后的高炉煤气送入用气单元；对水解塔中的高炉煤气脱硫催化剂进行回收并重复利用；所述高炉煤气脱硫催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将碱溶于去离子水中，加入铝源，搅拌30～60min后加入硅源，得到混合溶液；对混合溶液持续搅拌老化，密封并进行水热合成，冷却、离心、过滤、干燥得到NaY分子筛；步骤2：将NaY分子筛加入到硝酸银溶液中进行离子交换，洗涤、过滤，干燥、煅烧得到Ag
‑
Y分子筛；步骤3：使用等体积浸渍法将γ
‑
氧化铝载体加入到活性组分溶液中，经过干燥、煅烧得到负载活性组分的γ
‑
氧化铝载体；使用等体积浸渍法将负载活性组分的γ
‑
氧化铝载体加入到助催化剂溶液中，经过干燥、煅烧得到改性氧化铝；步骤4：将改性氧化铝压片、研磨，使用氢氧化钠溶液浸渍6～8h，干燥后与Ag
‑
Y分子筛混合得到所述高炉煤气脱硫催化剂。2.根据权利要求1所述的一种高炉煤气的脱硫工艺，其特征在于：步骤1中，所述混合溶液中，碱、铝源、硅源、水的摩尔比为6.4～8.6：1：12.6～15.4：200～235。3.根据权利要求1所述的一种高炉煤气的脱硫工...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海浩，缪胜东，杨文智，吴魏，周晓，
申请(专利权)人：江苏垦乐节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：