一种烟气脱硫吸附剂及其制备方法与应用[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 107159093 A(43)申请公布日 2017.09.15

(21)申请号 201710224893.1(22)申请日 2017.04.07

(71)申请人 广东工业大学

地址 510062 广东省广州市越秀区东风东

路729号(72)发明人 李婉萍　章本天　刘恒发　孙明　

韩佳锡　刘冠良　蓝邦　(74)专利代理机构 广东广信君达律师事务所

44329

代理人 杨晓松(51)Int.Cl.

B01J 20/06(2006.01)B01J 20/30(2006.01)B01D 53/02(2006.01)

(54)发明名称

一种烟气脱硫吸附剂及其制备方法与应用(57)摘要

本发明属于环保催化材料领域，公开了一种烟气脱硫吸附剂的制备方法。该方法是先将α-MnO2与碱溶液混和，在一定温度下搅拌回流反应，将得到的产物进行洗涤、过滤和干燥，即制得烟气脱硫吸附剂。本发明方法简单，成本低廉，所制备的烟气脱硫吸附剂具有制备方法简单，成本低廉，耐高温等优点。制备的吸附剂用于高温烟气中硫氧化物的脱除，表现出良好的烟气净化性能。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

CN 107159093 ACN 107159093 A

权　利　要　求　书

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1.一种烟气脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S1.将α-MnO2与碱溶液混和，在一定温度下搅拌回流反应；S2.将步骤S1所得产物用去离子水进行洗涤、过滤和干燥，即得烟气脱硫吸附剂。2.根据权利要求1所述的耐高温的烟气脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述碱溶液为KOH、NaOH或Ba(OH)2。

3.根据权利要求1所述的耐高温的烟气脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述碱溶液的摩尔浓度为0.5～3.0mol/L。

4.根据权利要求1所述的耐高温的烟气脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述α-MnO2和碱溶液的质量体积比为(1～3)：50g/mL。

5.根据权利要求1所述的耐高温的烟气脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述温度为120～140℃，所述回流反应的时间为3～9h。

6.根据权利要求1所述的耐高温的烟气脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述干燥的温度为60℃～100℃，所述干燥的时间为12～24h。

7.根据权利要求1-6任一项所述方法制备的烟气脱硫吸附剂。8.权利要求7所述烟气脱硫吸附剂在高温烟气脱硫中的应用。

9.根据权利要求8所述烟气脱硫吸附剂在高温烟气脱硫中的应用，其特征在于，所述高温为100～750℃。

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CN 107159093 A

说　明　书

一种烟气脱硫吸附剂及其制备方法与应用

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技术领域

[0001]本发明属于环保催化材料领域，更具体地，涉及一种烟气脱硫吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

[0002]烟气对环境危害巨大，严重影响身心健康。目前，煤炭在我国仍然作为主要的能源形势，由于燃煤造成的烟气污染严重恶化了大气环境。因此，消除烟气中硫氧化物是一项紧迫的任务。现有的烟气脱硫技术有多种，包括固相吸附，等离子体技术，催化氧化和溶液吸附等。其中，最常用的是吸附方法，对吸附技术而言，高效的脱硫吸附剂是关键。由于烟气的排放温度较高，在高温下固体吸附剂容易烧结，也容易发生相变，降低了其脱硫吸附效率。发明内容

[0003]本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种烟气脱硫吸附剂的制备方法。该方法采用碱溶液回流处理二氧化锰，制备了耐高温的MnO2烟气脱硫吸附剂，此方法操作简单，重复性好。

[0004]本发明的另一目的是提供一种上述方法制备的烟气脱硫吸附剂。该烟气脱硫吸附剂具有优异的脱硫性能和较高的热稳定性。

[0005]本发明的再一目的是提供上述烟气脱硫吸附剂的应用。[0006]本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：[0007]一种烟气脱硫吸附剂的制备方法，包括如下具体步骤：[0008]S1.将α-MnO2与碱溶液混和，在一定温度下搅拌回流反应；[0009]S2.将步骤S1所得产物用去离子水进行洗涤和过滤，得到固体产物；[0010]S3.将固体产物干燥，即得耐高温的烟气脱硫吸附剂。[0011]优选地，步骤S1中所述碱溶液为KOH、NaOH或Ba(OH)2。[0012]优选地，步骤S1中所述碱溶液的摩尔浓度为0.5～3.0mol/L。[0013]优选地，步骤S1中所述α-MnO2和碱溶液的质量体积比为(1～3)：50g/mL。[0014]优选地，步骤S1中所述温度为120～140℃，所述回流反应的时间为3～9h。[0015]优选地，步骤S3中所述干燥的温度为60℃～100℃，干燥的时间为12～24h。[0016]上述方法制备的烟气脱硫吸附剂及其在高温烟气脱硫中的应用。[0017]优选地，所述高温为100℃～750℃。[0018]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0019]1.本发明采用碱溶液回流处理二氧化锰吸附剂，制备了耐高温的MnO2，提高其热稳定性，从通常的550℃提高到750℃，此方法操作简单，重复性好。[0020]2.本发明制备的二氧化锰烟气脱硫吸附剂的热稳定性好，在550℃以上该吸附剂也不容易烧结和发生相变，具有耐高温的特性和优异的脱硫性能。

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说　明　书

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附图说明

[0021]图1为实施例2和5制备的二氧化锰经过750℃焙烧后的XRD图。[0022]图2为实施例2制备的二氧化锰的热重曲线。

具体实施方式

[0023]下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。[0024]实施例1[0025]称取3.3g KOH(质量分数85％)溶于100mL水溶液中，配置得到的碱溶液浓度为0.5mol/L，搅拌至溶解，再称取2gα-MnO2加入上述溶液，在140℃下搅拌回流6h，待反应结束后，然后将得到的产物进行洗涤和离心，再将固体产物放置于100℃的烘箱干燥12h，最后得到耐高温的烟气脱硫吸附剂MnO2。[0026]实施例2[0027]称取6.6g KOH(质量分数85％)溶于100mL水溶液中，配置得到的碱溶液浓度为1mol/L，再称取4gα-MnO2加入上述溶液，在120℃下搅拌回流6h，待反应结束后，然后将得到的产物进行洗涤和离心，再将固体产物放置于60℃的烘箱干燥24h，最后得到耐高温的烟气脱硫吸附剂MnO2。

[0028]本实施例制备的MnO2经过750℃焙烧后样品的XRD如图1(c)所示，从图1c可见，经过高温焙烧后，仍然保持α晶型不变(JCPDF 44-0141)，而未经碱处理的MnO2，即使在650℃下焙烧的产品(图1(a))也会出现Mn2O3的杂峰(JCPDF 41-1442)，这说明未经处理的MnO2不耐高温。进一步地，从图2的热重对比图也可得到证明。从图2的热重曲线可见，本实施例制备的MnO2的相转变锋在750℃以后，而原样的相转变锋在550℃。这充分表明，经过碱液处理后，MnO2的耐温性能得到有效改善，因此可以用于高温的烟气脱硫吸附。[0029]实施例3[0030]称取19.8g KOH(质量分数85％)溶于100mL水溶液中，配置得到的碱溶液浓度为1.5mol/L，再称取6gα-MnO2加入上述溶液，在120℃下搅拌回流3h，待反应结束后，然后将得到的产物进行洗涤和离心，再将固体产物放置于60℃的烘箱干燥12h，最后得到耐高温的烟气脱硫吸附剂MnO2。[0031]实施例4[0032]称取39.6g KOH(质量分数85％)溶于100mL水溶液中，配置得到的碱溶液浓度为3mol/L，再称取2gα-MnO2加入上述溶液，在120℃下搅拌回流6h，待反应结束后，然后将得到的产物进行洗涤和离心，再将固体产物放置于60℃的烘箱干燥12h，最后得到耐高温的烟气脱硫吸附剂MnO2。[0033]实施例5

[0034]称取6gNaOH溶于100mL水溶液中，配置得到的碱溶液浓度为1.5mol/L，再称取2gα-MnO2加入上述溶液，在140℃下搅拌回流3h，待反应结束后，然后将得到的产物进行洗涤和离心，再将固体产物放置于60℃的烘箱干燥12h，最后得到耐高温的脱硫吸附剂MnO2。本实

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施例制备的MnO2经过750℃焙烧后得到的样品的XRD如图1(b)所示。由图1(b)可见，经过高温焙烧后，仍然保持α晶型不变(JCPDF 44-0141)，这表明得到的二氧化锰吸附剂具有耐高温性。

[0035]实施例6[0036]称取8.565g Ba(OH)2溶于100mL水溶液中，配置得到的碱溶液浓度为0.5mol/L，再称取2gα-MnO2加入上述溶液，在120℃下搅拌回流9h，待反应结束后，然后将得到的产物进行洗涤和离心，再将固体产物放置于60℃的烘箱干燥12h，最后得到耐高温的烟气脱硫吸附剂MnO2。

[0037]实施例7

[0038]模拟烟气SO2的浓度为1000mg/m3，在固定床反应器内评价脱硫性能，其脱硫性能如表1所示。表1为本发明制备的二氧化锰吸附剂的脱硫性能。从表1可见，经过碱溶液处理后的二氧化锰的脱硫性能得到大幅度提高。

[0039]表1本发明制备的二氧化锰吸附剂的脱硫性能

[0040]

吸附剂硫容(mg/g)α-MnO221实施例2制备的MnO292实施例5制备的MnO285实施例6制备的MnO280[0041]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

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