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CN113244752A - 一种炭基氧化铁复合脱硫剂及其制备方法 - Google Patents

一种炭基氧化铁复合脱硫剂及其制备方法 Download PDF

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CN113244752A CN202110574403.7A CN202110574403A CN113244752A CN 113244752 A CN113244752 A CN 113244752A CN 202110574403 A CN202110574403 A CN 202110574403A CN 113244752 A CN113244752 A CN 113244752A
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China
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杜忠杰
杨林鲜
任东发
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Shandong Liangjian Environmental Protection New Material Co Ltd
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Shandong Liangjian Environmental Protection New Material Co Ltd
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
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Abstract

本发明实施例提供了一种炭基氧化铁复合脱硫剂及其制备方法,属于脱硫剂及其制备技术领域。其中,所述炭基氧化铁复合脱硫剂由下列重量份原料组成:炭基铁材料100‑250%、碱源5‑20%、钙源20‑60%以及活性组分2‑20%。所述制备方法包括如下步骤:配制亚铁与碱的混合溶液,搅拌均匀、氧化并水洗,得到湿物料;将所述湿物料打浆搅拌,把活性炭材料按一定比例加入到该混合溶液中分散浸渍,得到混合浆液;对所述混合浆液压滤烘干后得到干基物料;将所述干基物料、碱源、钙源和活性组分进行混碾,并加入一定量的水,挤出成型,烘干即得所述炭基氧化铁复合脱硫剂。本发明能够有效脱除硫化氢,并稳定保持较高的脱硫精度及硫容等优点,对有机硫也有一定的脱除效果。

Description

一种炭基氧化铁复合脱硫剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及脱硫剂及其制备技术领域,具体而言,涉及一种炭基氧化铁复合脱硫剂及其制备方法。
背景技术
在石油化工、煤化工行业中,石油、天然气及煤炭中硫的脱除是能源高效清洁利用非常重要的环节。硫对生产、生活、人体健康危害极大,而最主要的存在形式就是硫化氢。为了有效的减轻硫化氢对工业生产、人民健康的危害,科研人员进行了大量的研究。当前脱硫剂的研究与应用主要集中于铁系脱硫剂、活性炭脱硫剂、氧化锌脱硫剂、负载活性组分的沸石或分子筛以及固体碱等。其中,铁系脱硫剂作为常温脱硫的主要剂种,其研究及应用较为深入,而铁系的活性组分主要及氧化铁或氧化铁的水合物为主。
在现有技术中,中国专利CN103521195A公开了一种羟基氧化铁改性活性炭脱硫剂及其制备方法。该方法是将羟基氧化铁加活性炭,并添加一定量助剂、粘结剂制备的一种可以脱硫脱氯的脱硫剂,持续时间较长,但该方法硫容量较低。铁系脱硫剂通常由铁盐和碱反应制备,铁盐廉价易得,产物具有较高的脱硫活性,但往往成型后活性不稳定,耐高空速情况较差,实际脱硫数据显示有效利用率一般。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种炭基氧化铁复合脱硫剂及其制备方法,旨在有效脱除硫化氢,并稳定保持较高的脱硫精度及硫容等优点,此外,对有机硫也有一定的脱除效果。
本发明实施例提供的一种炭基氧化铁复合脱硫剂,由下列重量份原料组成:
炭基铁材料100-250%、碱源5-20%、钙源20-60%以及活性组分 2-20%,其中,所述活性组分为氧化锌、氧化锰、氧化钛、氧化镁、氧化钡、氧化钾和氧化钠粉体中的至少一种。
进一步地,所述制备方法包括如下步骤:
S10:配制亚铁与碱的混合溶液,搅拌均匀、氧化并水洗,得到湿物料;
S20:将所述湿物料打浆搅拌,把活性炭材料按一定比例加入到该混合溶液中分散浸渍,得到混合浆液;
S30:对所述混合浆液压滤烘干后得到干基物料;
S40:将所述干基物料、碱源、钙源和活性组分进行混碾,并加入一定量的水,挤出成型,烘干即得所述炭基氧化铁复合脱硫剂。
进一步地,所述钙源为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙和硫酸钙粉体中的至少一种。
进一步地,所述水的添加比例为30-90重量份。
进一步地,所述亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁或硝酸亚铁;所述碱溶液为氢氧化钠、碳酸钠、氨水和碳酸铵中的至少一种。
进一步地,所述活性炭材料与铁的添加比例为1:1-1:1.5,所述活性炭材料为粉末状,粒度为60-120目。
进一步地,所述活性炭材料在所述混合溶液中分散浸渍的时间为 2-14小时。
进一步地,所制备的炭基铁材料干燥温度为80-120℃。
进一步地,所制备的炭基铁脱硫剂干燥温度为80-150℃。
综上所述,本发明采用浸渍-混捏的方法,在制备过程中连续添加活性组分及有关助剂制备出炭基氧化铁复合脱硫剂,具有制备方法简单,可有效脱除硫化氢,并稳定保持较高的脱硫精度及硫容的优点,同时,对有机硫也有一定的脱除效果。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明较佳实施方式提供的炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
实施例1
本发明实施例提供的一种炭基氧化铁复合脱硫剂,由下列重量份原料组成:炭基铁材料120%、氢氧化钠10%、氧化钠5%、硫酸钙20%、氧化锌5%和二氧化钛5%。
请参阅图1,本发明实施例提供的一种炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
S10:配制硫酸亚铁与氢氧化钠的混合溶液,搅拌均匀、氧化、水洗,得到湿物料;
S20:将所述湿物料打浆搅拌,把粒度为60目的活性炭材料按 1:1的比例加入到该混合溶液中分散浸渍14小时;
S30:对所述混合浆液压滤80℃烘干得到干基物料;
S40:将所述炭基铁材料、氢氧化钠、硫酸钙、氧化锌,二氧化钛混碾,并加入40重量份的水,挤出成型,90℃烘干即得。
实施例2
本发明实施例提供的一种炭基氧化铁复合脱硫剂,由下列重量份原料组成:炭基铁材料120%、氧化钠10%、氧化钙10%、硫酸钙10%、氧化钡5%,氧化锌3%和二氧化钛5%。
请参阅图1,本发明实施例提供的一种炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
S10:配制硫酸亚铁与碳酸钠的混合溶液,搅拌均匀、氧化、水洗,得到湿物料;
S20:将所述湿物料打浆搅拌,把粒度为70目的活性炭材料按 1:1.2的比例加入到该混合溶液中分散浸渍10小时;
S30:对所述混合浆液压滤80℃烘干,得到干基物料;
S40:将所述炭基铁材料、氧化钠、硫酸钙、氧化锰,氧化锌、二氧化钛混碾,并加入50重量份的水,挤出成型,100℃烘干即得。
实施例3
本发明实施例提供的一种炭基氧化铁复合脱硫剂,由下列重量份原料组成:炭基铁材料150%、氢氧化钠5%、硫酸钙35%、氧化锰5%,氧化锌3%、二氧化钛3%。
本发明实施例提供的一种炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
S10:配制硫酸亚铁与碳酸铵的混合溶液,搅拌均匀、氧化、水洗,得到湿物料;
S20:将所述湿物料打浆搅拌,把粒度为80目的活性炭材料按 1:1.5的比例加入到该混合溶液中分散浸渍8小时,得到混合浆液;
S30:对所述混合浆液压滤90℃烘干,得到干基物料;
S40:将所述炭基铁材料、氧化钠、硫酸钙、氧化锰,氧化锌、二氧化钛混碾,并加入60重量份的水,挤出成型,90℃烘干即得。
活性评价例:采用本发明制备的脱硫剂在无氧条件下评价其脱硫性能,操作步骤如下:
将产品在90℃下干燥2h,研磨过80-120目筛,准确称量1g(精确值0.0001g);
样品,装填到玻璃反应管中,两端装填过60目石英砂,反应管一端接硫化氢(浓度0.5%),一段接气相色谱检验出口硫化氢含量。打开开关通入硫化氢气体,控制空速600~800h-1,当色谱检测到出口硫化氢含量>1ppm时,反应停止。
上述实施例中制备的产品测试的脱硫活性如表1所示:
表1炭基氧化铁复合脱硫剂脱硫性能
产品 实施例1 实施例2 实施例3
空速h-1 800 800 800
硫容% 35 40 45
由上表可以看出,该类型脱硫剂在800h-1下,一次穿透较为优异,硫容可高达45%。
综上所述,本发明采用浸渍-混捏的方法,在制备过程中连续添加活性组分及有关助剂制备出炭基氧化铁复合脱硫剂,具有制备方法简单,可有效脱除硫化氢,并稳定保持较高的脱硫精度及硫容的优点,同时,对有机硫也有一定的脱除效果。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种炭基氧化铁复合脱硫剂,其特征在于,由下列重量份原料组成:
炭基铁材料100-250%、碱源5-20%、钙源20-60%以及活性组分2-20%,其中,所述活性组分为氧化锌、氧化锰、氧化钛、氧化镁、氧化钡、氧化钾和氧化钠粉体中的至少一种。
2.一种炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,用于制备如权利要求1所述的炭基氧化铁复合脱硫剂,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
S10:配制亚铁与碱的混合溶液,搅拌均匀、氧化并水洗,得到湿物料;
S20:将所述湿物料打浆搅拌,把活性炭材料按一定比例加入到该混合溶液中分散浸渍,得到混合浆液;
S30:对所述混合浆液压滤烘干后得到干基物料;
S40:将所述干基物料、碱源、钙源和活性组分进行混碾,并加入一定量的水,挤出成型,烘干即得所述炭基氧化铁复合脱硫剂。
3.根据权利要求2所述的炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,其特征在于,所述钙源为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙和硫酸钙粉体中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,其特征在于,所述水的添加比例为30-90重量份。
5.根据权利要求2所述的炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,其特征在于,所述亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁或硝酸亚铁;所述碱溶液为氢氧化钠、碳酸钠、氨水和碳酸铵中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,其特征在于,所述活性炭材料与铁的添加比例为1:1-1:1.5,所述活性炭材料为粉末状,粒度为60-120目。
7.根据权利要求2所述的炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,其特征在于,所述活性炭材料在所述混合溶液中分散浸渍的时间为2-14小时。
8.根据权利要求2所述的炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,其特征在于,所制备的炭基铁材料干燥温度为80-120℃。
9.根据权利要求2所述的炭基氧化铁复合脱硫剂的制备方法,其特征在于,所制备的炭基铁脱硫剂干燥温度为80-150℃。
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