一種催化分解惡臭氣體甲硫醇的催化劑其制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種催化分解惡臭氣體甲硫醇的催化劑其制備方法及應(yīng)用，屬于催化 分解惡臭氣體技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 相關(guān)研究表明，硫酸鹽氣溶膠在霧靈形成過程中起著不可忽視的作用，是霧靈產(chǎn) 生的重要原因之一。其中，無機(jī)硫物種巧日H2SXS2和S〇2等)在大氣中被最終氧化成Ξ氧化 硫，從而形成硫酸鹽氣溶膠；有機(jī)硫物種(如硫醇，硫酸等）及其氧化產(chǎn)物也是大氣硫酸鹽氣 溶膠的重要來源，此外，有機(jī)硫物種在空氣中易累積形成有機(jī)氣溶膠，有機(jī)氣溶膠是大氣光 化學(xué)煙霧、酸沉降的重要貢獻(xiàn)者，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的大氣污染問題。目前，國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)無機(jī) 硫物種（HzS、S化和S〇3)的脫除開展了大量的研究工作，并取得了較好的成績，而對(duì)于有機(jī) 硫物種咖硫醇、硫酸)的脫除研究則相對(duì)薄弱。與無機(jī)硫物種相比較，有機(jī)硫物種對(duì)環(huán)境和 人類健康造成的影響不容小勵(lì)：一方面，有機(jī)硫物種被公認(rèn)是對(duì)人體有嚴(yán)重危害的物質(zhì)，中 華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB-14554-93)中對(duì)其排放有著嚴(yán)格的限定 要求，其中有機(jī)硫物種甲硫醇廠界一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)（0. 〇〇4mg/m3)比無機(jī)硫物種(0. 03mg/ m3)低一個(gè)數(shù)量級(jí)；另一方面，相關(guān)資料顯示，硫醇普遍存在于天然氣和多數(shù)石油產(chǎn)品巧曰液 化石油氣）中，W液化石油氣中硫醇含量的定量分析為例，甲硫醇含量達(dá)近60%。因此，針對(duì) 有機(jī)硫醇特別是甲硫醇的脫除研究工作尤為重要。其對(duì)改善大氣環(huán)境質(zhì)量、保護(hù)人們身屯、 健康W及實(shí)現(xiàn)我國硫減排目標(biāo)具有重要的意義。
[0003]目前國內(nèi)外針對(duì)甲硫醇脫除的方法主要有堿液吸收法、吸附法、生物法、直接燃燒 法W及催化分解法等。堿液吸收法簡單易行，但該方法易產(chǎn)生大量廢液，若對(duì)其處理不當(dāng)則 可能腐蝕設(shè)備或造成二次環(huán)境污染；吸附法具有高效、簡便等優(yōu)點(diǎn)，但脫附過程仍會(huì)產(chǎn)生大 量硫醇類污染物，未能從根本上解決硫醇污染問題；生物法處理硫醇由于受其處理周期長 等限制，難W進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用；直接燃燒法處理硫醇凈化效果好，但需較高燃 燒溫度（loocrcw上)，耗能大。因而高效、低能耗的催化分解甲硫醇有機(jī)廢氣已成為國內(nèi)外 一個(gè)重點(diǎn)研究方向。
[0004] 傳統(tǒng)催化分解甲硫醇的催化劑主要有ν2〇δ、丫 -Mn〇2、ZnO等金屬氧化物和金屬及 其復(fù)合氧化物負(fù)載橫化獻(xiàn)菁鉆（CoPcS)等催化材料，但利用上述催化劑催化分解甲硫醇會(huì) 產(chǎn)生二甲基硫酸和二甲基二硫酸等新的有機(jī)硫污染物。最近，國外有學(xué)者利用納米尺寸的 Ce〇2作為催化劑催化分解甲硫醇，其所得產(chǎn)物主要為等無機(jī)硫化合物。目前國內(nèi)外對(duì) 于的 治理已趨于成熟，主要采用克勞斯及其改進(jìn)工藝，國內(nèi)投產(chǎn)使用的克勞斯硫回收裝置 已達(dá)70多套。但該反應(yīng)需在900°CW上高溫下進(jìn)行。Edouard化guet等人研究發(fā)現(xiàn)， 監(jiān)SM-5分子篩催化劑在550°C下可W實(shí)現(xiàn)甲硫醇的100%轉(zhuǎn)化，但該監(jiān)SM-5催化劑壽命很 短，很容易失活(在線反應(yīng)6h后，催化劑就開始失活)。因此，對(duì)于高效去除惡臭氣體甲硫 醇，消除甲硫醇對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體身屯、健康的影響，尋求活性高、穩(wěn)定性好的催化劑是 關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種催化分解惡臭甲硫醇?xì)怏w的催化劑，所述催化劑為稀 ±改性監(jiān)SM-5分子篩得到的RE/監(jiān)SM-5，催化劑中監(jiān)SM-5分子篩的質(zhì)量百分比為73. 5%~ 99. 5%，稀±元素RE的質(zhì)量百分比為0. 5~26. 5〇/〇; 所述稀±為衫、館、禮、巧、錠中的一種。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種活性高、穩(wěn)定性好，能高效催化分解惡臭氣體甲 硫醇的催化劑的制備方法，具體包括W下步驟： (1) 將市售監(jiān)SM-5在350~650°C下賠燒1~7小時(shí)，備用； (2) 將步驟（1)制備得到的監(jiān)SM-5與稀±化合物水溶液攬拌混合均勻得到混合物，然 后在常溫下浸潰12~24h; 步驟（2)中監(jiān)SM-5與稀±化合物的加入量可W根據(jù)所需催化劑中監(jiān)SM-5分子篩的質(zhì) 量百分比和稀±元素RE的質(zhì)量百分比計(jì)算得到，計(jì)算公式如下：
χο/ο稀±元素的重量百分比（0. 5~26. 5%)，]/[1:稀±元素的原子量(摩爾質(zhì)量)，m1:稀±元 素的質(zhì)量，12:稀±元素對(duì)應(yīng)的化合鹽的相對(duì)分子量(摩爾質(zhì)量)，1112:稀±元素對(duì)應(yīng)的化合鹽 的質(zhì)量，η:稀±元素對(duì)應(yīng)的化合鹽的摩爾數(shù)，m:監(jiān)SM-5的質(zhì)量。
[0007] (3)步驟（2)中浸潰處理過的監(jiān)SM-5經(jīng)干燥、賠燒后得到稀±改性監(jiān)SM-5分子篩 催化劑。
[0008] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述稀±為衫、館、禮、巧、錠中的一種，稀±化合物為所述稀±金 屬的硝酸鹽、硫酸鹽或氯化鹽。
[000引優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（3)中所述干燥的條件為：60~120°C干燥2~7小時(shí)。
[0010] 優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（3)中所述賠燒的條件為：350~650°C賠燒1~7小時(shí)。
[0011] 本發(fā)明的另一目的在于提供催化分解甲硫醇?xì)怏w的催化劑的應(yīng)用，將所述催化劑 用于處理含有甲硫醇的氣體，具體包括：將含有濃度為1~100000ppm甲硫醇的待處理氣 體通入固定床反應(yīng)器中，制得的催化劑篩分至40~60目裝填在反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)壓力為常 壓，反應(yīng)溫度為300~600°C;待處理氣體的空速為1000~3000化1。
[0012] 本發(fā)明所述監(jiān)SM-5為市售，其娃侶比（Si/Al)為5~100。
[0013] 本發(fā)明的有益效果： (1)本發(fā)明的催化劑與現(xiàn)有分解甲硫醇的催化劑相比：①活性高，在相同的試驗(yàn)條件 下，稀±改性過后的監(jiān)SM-5催化劑對(duì)甲硫醇完全催化降解（100%轉(zhuǎn)化）的溫度比未改性的 監(jiān)SM-5催化劑低40°C~150°C;②穩(wěn)定性好，本發(fā)明所述催化劑分解甲硫醇的壽命遠(yuǎn)高于 未改性的監(jiān)SM-5分子篩催化劑?？傊?，本發(fā)明的催化劑對(duì)分解惡臭氣體甲硫醇具有極為理 想的工業(yè)實(shí)用性。
[0014] (2)本發(fā)明提供的催化劑制備方法，因?yàn)橹辉O(shè)及常規(guī)的浸潰法，制備過程簡單，組 成穩(wěn)定，重復(fù)性良好；實(shí)現(xiàn)甲硫醇完全催化分解成簡單的碳氨化合物和無機(jī)硫物種HzS，而 HzS易于被堿液吸收或通過克勞斯工藝處理，從而消除了惡臭氣體甲硫醇對(duì)環(huán)境的污染和 對(duì)人體身屯、健康的影響，該催化劑在催化分解甲硫醇過程中表現(xiàn)出良好的反應(yīng)活性和穩(wěn)定 性。
【附圖說明】
[001引圖1為不同稀±元素負(fù)載監(jiān)SM-5的X畑圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面通過附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于 所述內(nèi)容。
[0017] 實(shí)施例1 本實(shí)施例制備含有活性組分衫元素的5wt%Sm/監(jiān)SM-5催化劑，具體包括W下步驟： 將5克娃侶比（Si/Al)為25的市售監(jiān)SM-5分子篩放入馬弗爐中，在550°C下賠燒5小 時(shí)，備用；采用等體積浸潰法，負(fù)載活性組分衫（Sm)元素；預(yù)先稱取1克監(jiān)SM-5于表面皿上 滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力，測定正好使載體完全浸潰所需的水為1. 04克，將 0. 7779克分析純六水合硝酸衫溶于5. 2克去離子水中，攬拌，待完全溶解后，加入預(yù)處理的 5克監(jiān)SM-5到此衫鹽溶液中，攬拌均勻，在常溫下浸潰12h，使之充分吸收，后在80°C下干 燥化后移