CN115814801B

CN115814801B - 一种铁系脱硫剂及制备方法

Info

Publication number: CN115814801B
Application number: CN202211675525.6A
Authority: CN
Inventors: 于雷; 王晓语
Original assignee: Shandong Jiasheng Bona Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Jiasheng Bona Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-26
Filing date: 2022-12-26
Publication date: 2024-06-07
Anticipated expiration: 2042-12-26
Also published as: CN115814801A

Abstract

本发明公开了一种铁系脱硫剂及制备方法，属于环境保护技术领域，铁系脱硫剂，其特征在于包括铁盐、钙粉、碱金属和粘结剂。铁系脱硫剂的制备方法包括：将铁盐、钙粉、碱金属、粘结剂混合均匀，挤出成型，干燥后得到催化剂前驱体；得到的催化剂前驱体在高温水蒸汽混合气的条件下处理2‑12h，得到成品催化剂，所述高温水蒸汽混合气中含有有机胺和氮气，有机胺在水蒸气中的摩尔比含量0.1‑2％，水蒸汽的摩尔比含量10％‑50％，剩余为氮气。本发明的有益效果是：本发明在特定的组分的条件下，采用了催化剂前驱体的蒸汽处理时，这样得到的脱硫剂能够在高温下条件和低温下条件下均表现出优越的穿透硫容。

Description

一种铁系脱硫剂及制备方法

技术领域：

本发明属于环境保护技术领域，更具体地涉及一种铁系脱硫剂及制备方法。

背景技术：

工业废气污染，始终是世界工业生产发展的制约因素之一，也阻碍了我国的工业进步和经济发展。其中，采矿、矿石加工、石油加工、污染处理、化学纤维制造以及化工原料制造等行业中都会排放大量的硫化氢，硫化氢是具有腐臭的有毒气体，不仅对环境造成严重影响，而且对人体毒性危害大，会损害中枢神经和呼吸系统，引起急性中毒、脏器衰竭、慢性病甚至死亡，此外，硫化氢还会造成工业生产中设备腐蚀、催化剂中毒等危害。因此，如何降低工业生产中硫化氢排放量成为当今世界工业生产中的难题之一。

中国专利文献CN105600903A公开了一种用于脱除水体中H2S的球形脱硫剂及其制备方法，该方法通过将无定型羟基氧化铁60-80份、聚合硫酸铁15-25份、碱式碳酸铜20-30份、碳酸氢钙20-30份和粘结剂30-45份混捏均匀后成球，再对球型混捏料进行水洗、过滤，而后干燥、焙烧，得到球形脱硫剂。上述技术制得的脱硫剂能够100％脱除水体中的H2S气体。

中国专利文献CN104437073A公开了一种气体深度净化用复合铁锌精脱硫剂及其制备方法，所述脱硫剂通过将10～80％的铁氧化物混合物、10～50％的活性氧化锌、1～30％的栲胶、1～15％的碳酸氢铵和1～15％的可溶性淀粉聚乙烯醇溶液混合后挤条干燥制得，虽然上述技术制得的脱硫剂脱硫效果较传统氧化铁脱硫剂有所提高，但是却和将氧化锌作为单一组分的脱硫剂效果相当，仅仅利用了氧化锌自身的脱硫精度较高的优势；并且，其适用空速仅为200～400h-1，根本无法在工业上实现应用。

专利文献CN 102010761A提供了一种利用捏合法制备氧化铁脱硫剂的工艺，该工艺通过捏合使硫酸亚铁与熟石灰以及空气中的氧气发生固相反应生成硫酸钙和水合氧化铁。

专利文献CN 102335546A提供了一种利用生石灰和硫酸亚铁捏合制备脱硫剂的工艺，该工艺先将生石灰加入碾砂机中碾压破碎，然后按生石灰∶硫酸亚铁摩尔比为1∶1.5～1∶2.0的比例加入硫酸亚铁，碾压反应0.5～2h，碾压过程中加入少量的水，反应结束后将物料转移至挤条机中挤压成条状，然后在100～150℃下烘干得到脱硫剂成品。

上述的方法得到的脱硫剂，适用温度区间较为单一，要么只能用于高温下条件，如常用的高温处理气温度为：90-120℃；要么只能用于低温下条件，如常用的低温处理气温度为：20-40℃；不对应地使用脱氯功能会大打折扣。

发明内容：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明提供了一种铁系脱硫剂及制备方法，能够有效的解决现有的铁系脱硫剂适用温度区间较为单一，要么只能用于高温下条件，要么只能用于低温下条件，不对应地使用脱氯功能会大打折扣的问题。

本发明解决上述技术问题的具体技术方案为：铁系脱硫剂，其特征在于包括铁盐、钙粉、碱金属和粘结剂。

进一步地，所述的铁盐为硫酸亚铁、羟基氧化铁、硝酸铁中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，所述的钙粉为氢氧化钙、氧化钙中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，所述碱金属为氧化锌、碱式碳酸锌、氧化镁、硝酸锌、硝酸镁中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，所述粘结剂为羧甲基纤维素、甲基纤维素、田菁粉、瓜尔胶、硅溶胶、铝溶胶中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，所述铁系脱硫剂的制备方法包括：将铁盐、钙粉、碱金属、粘结剂混合均匀，挤出成型，干燥后得到催化剂前驱体；得到的催化剂前驱体在高温水蒸汽混合气的条件下处理2-12h，得到成品催化剂。

进一步地，所述干燥的温度在80-150℃，所述高温水蒸汽混合气的温度为150-500℃,

进一步地，所述高温水蒸汽混合气中含有有机胺和氮气，有机胺在水蒸气中的摩尔比含量0.1-2％，水蒸汽的摩尔比含量10％-50％，剩余为氮气。

进一步地，所述有机胺为二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺中的一种或两种以上的混合物。

进一步地，所述的铁盐、钙粉、碱金属和粘结剂的质量份数为：26份：70份：3份：1份。

本发明的有益效果是：

本发明在特定的组分的条件下，采用了催化剂前驱体的蒸汽处理时，其中高温水蒸汽混合气中含有有机胺和氮气，有机胺在水蒸气中的摩尔比含量0.1-2％，水蒸汽的摩尔比含量10％-50％，剩余为氮气，这样得到的脱硫剂能够在高温下条件和低温下条件下均表现出优越的穿透硫容。

具体实施方式：

在本发明的描述中具体细节仅仅是为了能够充分理解本发明的实施例，但是作为本领域的技术人员应该知道本发明的实施并不限于这些细节。另外，公知的结构和功能没有被详细的描述或者展示，以避免模糊了本发明实施例的要点。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的具体实施方式：

为了更好的理解本发明特以具体的实施例进行说明，值得强调的是该实施例的效果与本发明保护范围内的各种实施例，包括各自试剂及试剂的含量配比无实质性差异，均能够实现本发明所描述的效果及解决上述问题，其他组合在此不做累述；

实施例1：

将铁盐、钙粉、碱金属、粘结剂混合均匀，铁盐、钙粉、碱金属和粘结剂的质量份数为：20份：50份：1份：0.2份，挤出成型，干燥后得到催化剂前驱体；得到的催化剂前驱体在高温水蒸汽混合气的条件下处理2-12h，得到成品催化剂。

其中：干燥温度在80℃，所述水蒸汽温度为150℃,

所述高温水蒸汽混合气中含有有机胺和氮气，有机胺在水蒸气中的摩尔比含量0.1％，水蒸汽的摩尔比含量10％，剩余为氮气。

所述有机胺为二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺中的一种或两种以上的混合物。

实施例2：

将铁盐、钙粉、碱金属、粘结剂混合均匀，铁盐、钙粉、碱金属和粘结剂的质量份数为：40份：80份：10份：2份，挤出成型，干燥后得到催化剂前驱体；得到的催化剂前驱体在高温水蒸汽混合气的条件下处理12h，得到成品催化剂。

其中：干燥温度在150℃，所述水蒸汽温度为500℃,

所述高温水蒸汽混合气中含有有机胺和氮气，有机胺在水蒸气中的摩尔比含量2％，水蒸汽的摩尔比含量50％，剩余为氮气。

实施例3：

将铁盐、钙粉、碱金属、粘结剂混合均匀，铁盐、钙粉、碱金属和粘结剂的质量份数为：30份：60份：6份：1.5份，挤出成型，干燥后得到催化剂前驱体；得到的催化剂前驱体在高温水蒸汽混合气的条件下处理7h，得到成品催化剂。

其中：干燥温度在120℃，所述水蒸汽温度为320℃,

所述高温水蒸汽混合气中含有有机胺和氮气，有机胺在水蒸气中的摩尔比含量1％，水蒸汽的摩尔比含量30％，剩余为氮气。

为了更加直观的展现本发明的工艺优势，特以本发明采用铁系脱硫剂的制备方法和相同工艺采用等效替换的方法进行对比，

对比例1：

制备方法同实施例3，所不同的是：本对比例的制备过程中，未进行催化剂前驱体的蒸汽处理；

对比例2：

制备方法同实施例3，所不同的是：本对比例的制备过程中，催化剂前驱体的蒸汽处理时，水蒸汽中不含有机胺；

对比例3：

采用采购的方式，购买的高温铁系脱硫剂，型号为：W701脱硫剂；

对比例4：

采用采购的方式，购买的低温铁系脱硫剂，型号为：LYT—109；

并将实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4进行脱硫效果测试；

测试1：原料气：H₂S：浓度500mg/m³，其余为氮气；空速：1000h^-1；温度：20℃。

测试2：原料气：H₂S：浓度500mg/m³，其余为氮气；空速：1000h^-1；温度：40℃。

测试3：原料气：H₂S：浓度500mg/m³，其余为氮气；空速：1000h^-1；温度：60℃。

测试4：原料气：H₂S：浓度500mg/m³，其余为氮气；空速：1000h^-1；温度：90℃。

测试5：原料气：H₂S：浓度500mg/m³，其余为氮气；空速：1000h^-1；温度：140℃。

表1：不同工艺及材料在不同温度条件下进行脱硫效果测试

根据上述实验数据分析可知：

实施例3和对比例1和对比例2相比：

对于测试1-测试5效果均低于实施例3，说明了未进行催化剂前驱体的蒸汽处理和催化剂前驱体的蒸汽处理时，水蒸汽中不含有机胺，都不能达到了高穿透硫容的要求，穿透硫容仅仅能达到市面上采用的脱硫剂的20％的标准，尤其是，对比例1和对比例2中对于测试5来说，穿透硫容更低，也就是对比例1和对比例2得到的脱硫剂在高温条件下脱氯功能会大打折扣；

实施例3和对比例3和对比例4相比：要么只能用于高温下条件，要么只能用于低温下条件，不对应地使用脱氯功能会大打折扣的问题。

因此，本发明在特定的组分的条件下，采用了催化剂前驱体的蒸汽处理时，其中高温水蒸汽混合气中含有有机胺和氮气，有机胺在水蒸气中的摩尔比含量0.1-2％，水蒸汽的摩尔比含量10％-50％，剩余为氮气，这样得到的脱硫剂能够在高温下条件和低温下条件下均表现出优越的穿透硫容。

Claims

1.一种铁系脱硫剂，其特征在于制备原料包括铁盐、钙粉、粘结剂，以及包含氧化锌、碱式碳酸锌、氧化镁、硝酸锌、硝酸镁中的一种或两种以上的混合物；

所述的钙粉为氢氧化钙、氧化钙中的一种或两种的混合物；

所述铁系脱硫剂的制备方法包括：将上述原料混合均匀，挤出成型，干燥后得到催化剂前驱体；得到的催化剂前驱体在高温水蒸气混合气的条件下处理2-12h，得到成品催化剂，该成品催化剂即为铁系脱硫剂；

所述干燥的温度在80-150℃，所述高温水蒸气混合气的温度为150-500℃，

所述高温水蒸气混合气中含有有机胺和氮气，有机胺在水蒸气中的摩尔比含量0.1-2%，水蒸气的摩尔比含量10%-50%，剩余为氮气。

2.根据权利要求1所述的铁系脱硫剂，其特征在于所述的铁盐为硫酸亚铁或硝酸铁中的一种或两种的混合物。

3.根据权利要求1所述的铁系脱硫剂，其特征在于所述粘结剂为羧甲基纤维素、甲基纤维素、田菁粉、瓜尔胶、硅溶胶、铝溶胶中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的铁系脱硫剂，其特征在于所述有机胺为二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的铁系脱硫剂，其特征在于所述的铁盐、钙粉、包含氧化锌、碱式碳酸锌、氧化镁、硝酸锌、硝酸镁中的一种或两种以上的混合物和粘结剂的质量份数为：26份：70份：3份：1份。