铁系催化剂应用于脱硫的研究

张雨青

（ 盐城工学院 化学与生物工程学院，江苏 盐城 224051）

摘要

： 烧结烟气中的 SO

2

是形成酸雨的主要来源。目前常用的湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱

硫

，治理成本高且存在二次污染。通过制备负载型铁系催化剂 Fe

2

O

3

/ γ － Al

2

O

3

，在 SO

2

+ CO +

N

2

氛围下进行催化还原脱硫

； 在 400 ℃ 时 10% Fe

2

O

3

/ γ － Al

2

O

3

催化剂其脱硫率达 84% 。

关键词

： 铁系催化； SO

2

； 脱硫

中图分类号

： TQ53

文献标识码

： A

文章编号

： 1671 － 5322（ 2011） 03 － 0041 － 04

收稿日期

： 2011 － 08 － 10

作者简介

： 张雨青（ 1963 － ） ，男，江苏盐城人，讲师，主要研究方向为化学工程。

烧结烟气产生的 SO

2

是大气中酸雨的主要来

源

，目前，烟气脱硫技术有湿法、半干法和干法 3

大类。主要有氯酸氧化法、液膜法同时脱硫脱硝
技术、双碱法、钙基吸附剂脱硫脱硝法、尿素和添
加剂液相脱硫脱硝工艺、半干喷雾脱硫脱氮技术、
离子法、光催化技术、微生物法、炭质材料吸附法、
微波法还原脱硫脱硝

，和其它一些方法，H

2

还原

法、乙烯法。由于这些方法运行成本高

，易形成二

次污染

，因而通过选择性催化还原技术成为脱硫

技术的研究热点。

1

催化还原脱硫的原理

SO

2

可通过还原法

，将硫还原为单质硫。脱

硫机理是在还原剂的作用下

，形成中间产物 COS，

中间产物再将 SO

2

还原成单质硫

，过程如下：

MS

X

+ CO = MS

X － 1

+ COS

2COS + SO

2

=

3

X

S

X

+ 2CO

2

MS

X － 1

+ S = MS

X

Re

2

O

2

［］+

1
2

S

2

→Re

2

O

2

S

其中

，M 为硫化合的元素或基团； Re 表示基于缺

氧位的氧化还原机理

，［］表示缺氧位。

2

实验部分

2． 1

实验所用到仪器、试剂

2． 1． 1

实验设备

催化还原 SO

2

实验使用的主要实验设备如表 1。

表 1

主要实验设备

Table 1

The main apparatus used in this research

序号

设备

型号

1

气体分析仪

HD800 型

2

管式电炉

TL － 1700 型

3

马弗炉

SX5 － 12 型

4

真空恒温干燥箱

DZF6021 型

2． 1． 2

催化剂制备实验试剂

制作催化剂用到的化学试剂和规格见表 2。

表 2

制作催化剂使用的化学试剂

Table 2

Reagents used for the preparation of catalyzer

试剂

规格

厂家

Fe

（ NO

3

）

3

·9H

2

O

分析纯

国药实验试剂有限公司

CO

≧ 99． 9%

北京兆格气体科技有限公司

SO

2

≧ 99． 9%

北京兆格气体科技有限公司

N

2

≧ 99． 999%

武钢益民工业气体供应站

γ － Al

2

O

3

球形颗粒粒径

3 ～ 5 mm

江苏省姜堰市化工助剂厂

2． 2

催化剂制备

2． 2． 1

催化剂活性组分的选取

在非负载系列过渡金属硫化物催化剂上

，CO

还原 SO

2

的反应催化剂的活性顺序为

： FeS ＞ CoS

＞ CuS ＞ NiS ＞ MnS

，这说明负载过渡金属 Fe 氧化

物催化剂具有良好的脱硫活性

，并且催化剂活性

也与金属粒子的电负性有关

，而 Fe

3 +

具有适中的

电负性

，也保证了其具有良好的催化活性。

第 24 卷 第 3 期

2011 年 09 月

盐城工学院学报

（ 自然科学版）

Journal of Yancheng Institute of Technology

（ Natural Science Edition）

Vol． 24 No． 3

Sep． 2011

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