一种催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂其制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂其制备方法及应用，属于催化 分解恶臭气体技术领域。
【背景技术】
[0002] 相关研究表明，硫酸盐气溶胶在雾靈形成过程中起着不可忽视的作用，是雾靈产 生的重要原因之一。其中，无机硫物种巧日H2SXS2和S〇2等)在大气中被最终氧化成Ξ氧化 硫，从而形成硫酸盐气溶胶；有机硫物种(如硫醇，硫酸等）及其氧化产物也是大气硫酸盐气 溶胶的重要来源，此外，有机硫物种在空气中易累积形成有机气溶胶，有机气溶胶是大气光 化学烟雾、酸沉降的重要贡献者，会引发严重的大气污染问题。目前，国内外学者针对无机 硫物种（HzS、S化和S〇3)的脱除开展了大量的研究工作，并取得了较好的成绩，而对于有机 硫物种咖硫醇、硫酸)的脱除研究则相对薄弱。与无机硫物种相比较，有机硫物种对环境和 人类健康造成的影响不容小勵：一方面，有机硫物种被公认是对人体有严重危害的物质，中 华人民共和国国家标准《恶臭污染物排放标准》（GB-14554-93)中对其排放有着严格的限定 要求，其中有机硫物种甲硫醇厂界一级排放标准（0. 〇〇4mg/m3)比无机硫物种(0. 03mg/ m3)低一个数量级；另一方面，相关资料显示，硫醇普遍存在于天然气和多数石油产品巧曰液 化石油气）中，W液化石油气中硫醇含量的定量分析为例，甲硫醇含量达近60%。因此，针对 有机硫醇特别是甲硫醇的脱除研究工作尤为重要。其对改善大气环境质量、保护人们身屯、 健康W及实现我国硫减排目标具有重要的意义。
[0003]目前国内外针对甲硫醇脱除的方法主要有碱液吸收法、吸附法、生物法、直接燃烧 法W及催化分解法等。碱液吸收法简单易行，但该方法易产生大量废液，若对其处理不当则 可能腐蚀设备或造成二次环境污染；吸附法具有高效、简便等优点，但脱附过程仍会产生大 量硫醇类污染物，未能从根本上解决硫醇污染问题；生物法处理硫醇由于受其处理周期长 等限制，难W进一步实现大规模工业化应用；直接燃烧法处理硫醇净化效果好，但需较高燃 烧溫度（loocrcw上)，耗能大。因而高效、低能耗的催化分解甲硫醇有机废气已成为国内外 一个重点研究方向。
[0004] 传统催化分解甲硫醇的催化剂主要有ν2〇δ、丫 -Mn〇2、ZnO等金属氧化物和金属及 其复合氧化物负载横化献菁钻（CoPcS)等催化材料，但利用上述催化剂催化分解甲硫醇会 产生二甲基硫酸和二甲基二硫酸等新的有机硫污染物。最近，国外有学者利用纳米尺寸的 Ce〇2作为催化剂催化分解甲硫醇，其所得产物主要为等无机硫化合物。目前国内外对 于的 治理已趋于成熟，主要采用克劳斯及其改进工艺，国内投产使用的克劳斯硫回收装置 已达70多套。但该反应需在900°CW上高溫下进行。Edouard化guet等人研究发现， 监SM-5分子筛催化剂在550°C下可W实现甲硫醇的100%转化，但该监SM-5催化剂寿命很 短，很容易失活(在线反应6h后，催化剂就开始失活)。因此，对于高效去除恶臭气体甲硫 醇，消除甲硫醇对环境的污染和对人体身屯、健康的影响，寻求活性高、稳定性好的催化剂是 关键。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种催化分解恶臭甲硫醇气体的催化剂，所述催化剂为稀 ±改性监SM-5分子筛得到的RE/监SM-5，催化剂中监SM-5分子筛的质量百分比为73. 5%~ 99. 5%，稀±元素RE的质量百分比为0. 5~26. 5〇/〇; 所述稀±为衫、館、礼、巧、锭中的一种。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种活性高、稳定性好，能高效催化分解恶臭气体甲 硫醇的催化剂的制备方法，具体包括W下步骤： (1) 将市售监SM-5在350~650°C下赔烧1~7小时，备用； (2) 将步骤（1)制备得到的监SM-5与稀±化合物水溶液揽拌混合均匀得到混合物，然 后在常溫下浸溃12~24h; 步骤（2)中监SM-5与稀±化合物的加入量可W根据所需催化剂中监SM-5分子筛的质 量百分比和稀±元素RE的质量百分比计算得到，计算公式如下：
χο/ο稀±元素的重量百分比（0. 5~26. 5%)，]/[1:稀±元素的原子量(摩尔质量)，m1:稀±元 素的质量，12:稀±元素对应的化合盐的相对分子量(摩尔质量)，1112:稀±元素对应的化合盐 的质量，η:稀±元素对应的化合盐的摩尔数，m:监SM-5的质量。
[0007] (3)步骤（2)中浸溃处理过的监SM-5经干燥、赔烧后得到稀±改性监SM-5分子筛 催化剂。
[0008] 优选的，本发明所述稀±为衫、館、礼、巧、锭中的一种，稀±化合物为所述稀±金 属的硝酸盐、硫酸盐或氯化盐。
[000引优选的，本发明步骤（3)中所述干燥的条件为：60~120°C干燥2~7小时。
[0010] 优选的，本发明步骤（3)中所述赔烧的条件为：350~650°C赔烧1~7小时。
[0011] 本发明的另一目的在于提供催化分解甲硫醇气体的催化剂的应用，将所述催化剂 用于处理含有甲硫醇的气体，具体包括：将含有浓度为1~100000ppm甲硫醇的待处理气 体通入固定床反应器中，制得的催化剂筛分至40~60目装填在反应器内，反应压力为常 压，反应溫度为300~600°C;待处理气体的空速为1000~3000化1。
[0012] 本发明所述监SM-5为市售，其娃侣比（Si/Al)为5~100。
[0013] 本发明的有益效果： (1)本发明的催化剂与现有分解甲硫醇的催化剂相比：①活性高，在相同的试验条件 下，稀±改性过后的监SM-5催化剂对甲硫醇完全催化降解（100%转化）的溫度比未改性的 监SM-5催化剂低40°C~150°C;②稳定性好，本发明所述催化剂分解甲硫醇的寿命远高于 未改性的监SM-5分子筛催化剂。总之，本发明的催化剂对分解恶臭气体甲硫醇具有极为理 想的工业实用性。
[0014] (2)本发明提供的催化剂制备方法，因为只设及常规的浸溃法，制备过程简单，组 成稳定，重复性良好；实现甲硫醇完全催化分解成简单的碳氨化合物和无机硫物种HzS，而 HzS易于被碱液吸收或通过克劳斯工艺处理，从而消除了恶臭气体甲硫醇对环境的污染和 对人体身屯、健康的影响，该催化剂在催化分解甲硫醇过程中表现出良好的反应活性和稳定 性。
【附图说明】
[001引图1为不同稀±元素负载监SM-5的X畑图。
【具体实施方式】
[0016] 下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于 所述内容。
[0017] 实施例1 本实施例制备含有活性组分衫元素的5wt%Sm/监SM-5催化剂，具体包括W下步骤： 将5克娃侣比（Si/Al)为25的市售监SM-5分子筛放入马弗炉中，在550°C下赔烧5小 时，备用；采用等体积浸溃法，负载活性组分衫（Sm)元素；预先称取1克监SM-5于表面皿上 滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸溃所需的水为1. 04克，将 0. 7779克分析纯六水合硝酸衫溶于5. 2克去离子水中，揽拌，待完全溶解后，加入预处理的 5克监SM-5到此衫盐溶液中，揽拌均匀，在常溫下浸溃12h，使之充分吸收，后在80°C下干 燥化后移