二氧化硫催化还原为单质硫的研究进展

介绍了以H₂、CO、NH₃、炭及烃类物质为还原剂将SO₂催化还原为单质硫的研究进展，指出以CO和C₂H₄为还原剂的研究将更有实际意义。     

γ-Al2O3在CeO2-La2O3催化还原SO2中的作用

考察了反应温度对γ-Al₂O₃、CeO₂-La₂O₃和CeO₂-La₂O₃/γ-Al₂O₃催化CO还原SO₂到单质硫活性的影响。采用XRD表征了催化剂反应前后的物相变化。结果表明，温度过低或过高均不利于γ-Al₂O₃催化CO还原SO₂的反应。γ-Al₂O₃的介入提高了CeO₂和La₂O₃的分散性，使Redox 和COS两种反应机理在同一催化剂上的协同作用增强，使CeO₂-La₂O₃/γ-Al₂O₃在催化还原SO₂的反应中具有更低的反应温度和更高的活性。     

催化氧化-喷氨法从低SO2烟气中回收铵盐

利用TG-01型催化剂进行了催化氧化-喷氨法从低SO₂烟气中回收铵盐的研究。研究了各影响因素对SO₂氧化效率和喷氨成盐过程的影响。结果表明，空速对SO₂氧化效率影响较大，而氨硫比对成盐过程有较大影响。在空速1 500 h^-1、氨硫物质的量=1.85条件下，SO₂平均氧化效率达98.02%，产物为硫酸铵和硫酸氢铵的混合物。SO₂、硫酸雾及氨气均达标排放标准。     

新型燃烧方式下SO2脱除机理

对O₂/CO₂燃烧方式下SO₂的脱除机理进行了研究.静态实验和动态实验结果表明这种新型燃烧方式有利于降低SO₂的排放,SO₂脱除存在均相脱硫和多相脱硫的协同作用;新型燃烧方式下高CO₂浓度导致燃烧气氛中化学成分不同于传统的空气气氛,SO₂与燃烧气氛中存在的其他组分反应,生成硫的不同形态产物,SO₂只是其中的一种产物形态,导致SO₂总量排放减少;同时 O₂/CO₂燃烧气氛使燃煤中硫的氧化程度减弱;燃煤中本身所含脱硫剂存在优化的微观结构,该种结构有利于脱硫和对底灰中硫的吸附,也导致SO₂的排放量降低;CHEMKIN动力学计算结果进一步表征了以上机理.     

SO2及水蒸汽对新型钒氧化物脱氮催化剂活性的影响

以TiO₂/Al₂O₃/堇青石蜂窝陶瓷为载体、V₂O₅-MoO₃-WO₃为活性组分，采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了用于氨法选择性催化还原烟气中NO的新型催化剂，考察了SO₂和水蒸汽对其脱氮活性的抑制作用。结果表明，SO₂和水蒸汽对其活性抑制不明显，催化剂在最佳温度仍然能保持90%的脱氮率。运用红外表征手段对活性抑制后的催化剂表面进行研究，发现有微量的硫酸盐生成。     

煤燃烧时形态硫的析出及钙基添加剂的作用

在固定床反应器上进行了大同烟煤以及添加钙基固硫剂的样品在不同氧气浓度、不同升温速率下的燃烧实验.对所得到的SO₂逸出曲线采用Gaussian拟合,得到了各形态硫燃烧形成SO₂的温度范围以及影响形态硫逸出的反应条件.结果表明：随着升温速率增加,各形态硫燃烧释放SO₂的温度向高温区移动.氧气浓度升高,各形态硫燃烧释放SO₂的温度提前,而且它们之间的温度间隔缩小.加入的钙基添加剂中,CaO和Ca(OH)₂具有较高的固硫能力,而CaCO₃由于与SO₂反应困难,在低温阶段没有固硫效果;相反,由于它的催化作用,在低温阶段甚至促进了SO₂的释放.机械搅拌法和超声搅拌法加入的Ca (OH)₂由于高分散性,表现出比机械混合更好的固硫效果,其中超声的作用尤其明显.实验证明,固硫中间体CaSO₃在进一步燃烧形成CaSO₄的过程中会释放出一定量的SO₂.     

稀土固体超强酸SO42－/TiO2/Ce4+催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了稀土固体超强酸催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺，用于催化苯甲醛与乙二醇的缩合反应。考察了硫酸的浓度、Ce(SO₄)₂的浓度和焙烧温度等因素对催化性能的影响；采用IR、DSC、XRD和Hammett指示剂法对其性能进行研究。结果表明，催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺是合成苯甲醛乙二醇缩醛的良好催化剂，在硫酸浓度1 mol·L^－1、Ce(SO₄)₂的浓度012 mol·L^－1和焙烧温度550 ℃的制备条件下,产率可达88.2％。催化剂晶体结构为锐钛矿型。     

氧化铈和铈锆固溶体对Pd催化剂抗硫性能影响的研究

采用等体积浸渍法制备了质量分数为1%Pd/γ－Al₂O₃、1%Pd/10%CeO₂/γ-Al₂O₃以及1% Pd/10%Ce_0.6Zr_0.4O₂ /γ－Al₂O₃催化剂,研究了CeO₂和Ce_0.6Zr_0.4O₂ 固溶体对Pd催化剂抗硫性能的影响。利用XRD和XPS技术表征了催化剂的固相结构、表面元素组成和反应后催化剂中硫物种（或表面硫酸盐）的存在形态。利用SO₂-TPD研究了SO₂在催化剂上的吸附和脱附行为。实验结果表明,在催化剂载体中引入CeO₂和Ce_0.6Zr_0.4O₂ 降低了催化剂起燃活性;SO₂ 在Pd/Ce_0.6Zr_0.4O₂ /γ－Al₂O₃催化剂表面上发生化学反应生成Zr(SO₄)₂,其热稳定性大于在Pd/γ－Al₂O₃和Pd/CeO₂/γ－Al₂O₃催化剂表面上的硫酸盐或硫酸盐物种。     

类水滑石复合氧化物在烟道气脱SO2和NOx中的应用

简述了类水滑石复合氧化物的制备方法，并对类水滑石化合物为前驱体的复合氧化物作为环境友好催化材料在烟道气脱SO₂、NOx方面的研究进行了综述，指出应把研究重点放在类水滑石复合氧化物同时氧化吸附脱SO₂和NOx上     

SO2和NO在载体γ-Al2O3上的相互作用

通过分析载体γ-Al₂O₃在423 K吸附NO和SO₂气体时的TPD和DRIFTS谱图,研究了SO₂和NO在γ-Al₂O₃上的相互作用。结果表明,在γ-Al₂O₃上SO₂促进NO氧化,NO促进SO₂吸附,O₂参与了SO₂和NO之间的相互作用。机理探讨认为,NO和SO₂在γ-Al₂O₃上吸附时至少形成两类中间体,一类中间体分解放出NO₂,另一类中间体分解产生SO₃,两类中间体分解后均产生氧空位,O₂通过（至少为途径之一）补充氧空位重新生成晶格氧或晶格缺陷吸附氧参加SO₂和NO之间的相互作用。     

冶炼烟气中SO2催化还原为元素S的研究进展

冶炼烟气中SO2催化还原为元素S是利用适当的还原剂将烟道气中的SO2选择性地催化还原成单质硫,这种方法的最终产物是固态单质硫,无废水废渣排放。因此,把烟气中的SO2选择性的还原为单质硫将是一种既具有经济效益又具有社会效益的适合我国国情的烟气脱硫方法。本文综述了目前将烟气中SO2催化还原为元素硫进行回收的主要方法,分析了每种方法的优缺点,并提出烟气中SO2直接还原脱硫技术所存在的问题和发展趋势。     

二氧化硫法处理含铬废水

综合比较了较常用的处理含铬废水的工艺,结合水质、经济条件等选用了二氧化硫还原法。对二氧化硫的处理工艺的工艺流程进行了介绍,该工艺满足设计要求,基本上实现了二氧化硫的闭路循环,处理水的排放达到了国家规定排放标准。     

欧洲SO2排放治理与含硫肥料需求的关系

自20世纪70年代末以来,欧洲不断加强对大气排放硫的治理,使得从大气中沉降到地面的硫日益减少,从而引起近年来欧洲较大范围内出现植物缺硫的现象和农业对含硫肥料需求的大幅增加。因此,欧洲的化肥行业除了增加传统的含硫肥料产量外,还不断研究开发了许多含硫肥料的新品种。中国正在向工业化国家快速迈进,政府部门正在按照欧洲发达国家的标准积极治理排放到大气中的SO2,以便减少酸雨对环境的影响。因此,了解近年来欧洲SO2排放治理、含硫肥料需求和生产的变化情况以及它们之间的关系,将会有助于预测中国对硫肥的未来需求,以便正确指导硫肥工业的健康发展和硫肥的正确施用。     

Selective catalytic reduction of sulfur dioxide with hydrogen to elemental sulfur over Co---Mo/Al2O3

The selective reduction of sulfur dioxide with hydrogen to elemental sulfur was studied over Co---Mo/Al₂O₃. When the feed conditions were properly optimized (SO₂/H₂ mole RATIO = 1:3), a sulfur yield of about 80% was achieved at temperatures around 300°C. The temperature is the lowest that has been reported so far for any catalyst for this reaction. The catalytic activity remained high and stable after presulfiding with 10% H₂S in hydrogen. Little influence on the catalytic activity was observed if the water content in the feed was kept below 11 vol.-%. The overall reaction consisted of two individual steps occurring on two different sites; sulfur dioxide was first hydrogenated to hydrogen sulfide on the metal sulfide phase, then followed by the Claus reaction of hydrogen sulfide with sulfur dioxide to produce elemental sulfur on the acidic sites of the alumina support.     

氯化亚砜生产中影响二氧化硫消耗的因素

总结了近几年在氯化亚砜生产中影响二氧化硫单耗的因素,对出现的问题进行了有效的整改,降低了二氧化硫单耗。     

Molecular structure–reactivity relationships for the oxidation of sulfur dioxide over supported metal oxide catalysts

The catalytic oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide over several binary (M_xO_y/TiO₂) and ternary (V₂O₅/M_XO_Y/TiO₂) supported metal oxide catalysts was systematically investigated. The supported metal oxide components were essentially 100% dispersed as surface metal oxide species, as confirmed by Raman spectroscopy characterization. The sulfur dioxide oxidation turnover frequencies of the binary catalysts were all within an order of magnitude (V₂O₅/TiO₂>Fe₂O₃/TiO₂>Re₂O₇/TiO₂  CrO₃/TiO₂  Nb₂O₅/TiO₂>MoO₃/TiO₂  WO₃/TiO₂). An exception was the K₂O/TiO₂ catalysts, which is essentially inactive for sulfur dioxide oxidation. With the exception of K₂O, all of the surface metal oxide species present in the ternary catalysts (i.e., oxides of V, Fe, Re, Cr, Nb, Mo and W) can undergo redox cycles and oxidize SO₂ to SO₃. The turnover frequency for sulfur dioxide oxidation over all of these catalysts is approximately the same at both low and high surface coverages. This indicates that the mechanism of sulfur dioxide oxidation is not sensitive to the coordination of the surface metal oxide species. A comparison of the activities of the ternary catalysts with the corresponding binary catalysts suggests that the surface vanadium oxide and the additive surface metal oxide redox sites act independently without synergistic interactions. The V₂O₅/K₂O/TiO₂ catalyst showed a dramatic reduction in the catalytic activity in comparison to the unpromoted V₂O₅/TiO₂ catalyst. The ability of K₂O to significantly retard the redox potential of the surface vanadia species is primarily responsible for the lower catalytic activity of the ternary catalytic system. The fundamental insights generated from this research can potentially assist in the molecular design of the air pollution control catalysts: (1) the development of catalysts for low temperature oxidation of SO₂ to SO₃ during sulfuric acid manufacture (2) the design of efficient SCR DeNO_x catalysts with minimal SO₂ oxidation activity and (3) improvements in additives for the simultaneous oxidation/sorption of sulfur oxides in petroleum refinery operations.     

固定床反应器活性炭还原SO_2制单质硫的研究

以活性炭为还原剂,在固定床反应器中将N_2和SO_2混合气体反应还原制得硫单质。研究了反应温度、反应空时、原料气浓度等因素对SO_2脱除率和硫磺产率的影响。结果表明:在反应温度800℃,反应空时14s,SO_2转化率达95%以上,硫磺产率可达85%以上,制得硫磺纯度97%以上。     

Transient formation and reduction of sulfur trioxide in the presence of an unsupported platinum catalyst

The kinetics of sulfur dioxide oxidation with oxygen and the reduction of subsequently adsorbed sulfur trioxide with carbon monoxide were studied in transient performed experiments in the presence of an unsupported platinum catalyst. The heterogenity of the catalyst surface was taken into consideration in the mathematical modelling of the kinetics of the processes. One difficulty encountered in this modelling was the requirement that fractional coverages and amounts of various active sites be equal at the end of the oxidation and at the start of the reduction. This study is intended to be a part of an investigation concerned with suppressing the formation of sulfur trioxide from exhaust gas from cars with catalytic mufflers by cyclic oxidation and reduction.     

硫磺流化法还原钛白石膏工艺模拟研究

利用硫磺、碳等还原硫酸法钛白粉生产副产物钛白石膏是处理钛白石膏堆放问题的方法之一。针对硫磺在回转窑分解钛白石膏制硫酸和氧化钙的过程存在时间长、硫磺用量大、硫化钙产量不高等问题,提出了以钛白石膏为原料利用酸浸法去除铁杂质后,利用硫磺为还原剂将石膏在气固竖式反应器中煅烧生成硫化钙和二氧化硫,前者再与硫酸钙煅烧制得氧化钙和二氧化硫,得到的氧化钙可以中和废酸和废水,产生的二氧化硫用来制硫酸的方法。先利用反应热力学计算软件HSC分析确定实验方案,分别在流态化实验（800 ℃,保温40 min）和煅烧实验（1 100℃,保温1.5 h）后得到硫化钙转化率与氧化钙纯度均达到90%左右。再利用Aspen软件模拟了工艺流程,模拟出二氧化硫体积分数可达12.09%,满足制硫酸的需求。硫酸生产成本估算为263.9元/t,具有较大的市场前景。