高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法及应用，以工业化的球型拟薄水铝石经预处理后作为载体，然后浸渍一定量的可溶性碱金属盐溶液，得到吸附剂前体，再经干燥、焙烧后制得具有高吸附容量的负载型吸附剂。本发明专利技术的吸附剂属于干法脱硫剂，首先克服了湿法脱硫剂中以液体吸收剂来脱除硫化物、设备处理量大、吸附剂操作繁琐、吸附容量低、难以达到高吸附容量的要求，尤其是湿法难以达到脱除低浓度硫化氢的高要求；其次该球型吸附剂具有吸附低浓度硫化氢吸附容量高、强度大、成本低等优点，且制备工艺简单、易于广泛生产，具有良好的工业化潜力。

Preparation and application of spherical adsorbent for efficient removal of low concentration hydrogen sulfide

The invention discloses a preparation method and application of spherical adsorbent with high efficiency for removing low concentration hydrogen sulfide. The industrialized spherical pseudo-boehmite is pretreated as a carrier, and then impregnated with a certain amount of soluble alkali metal salt solution to obtain an adsorbent precursor, which is dried and roasted to obtain a high adsorption capacity. Supported adsorbent. The adsorbent of the present invention belongs to the dry desulfurization agent. Firstly, the adsorbent of the wet desulfurization agent can overcome the requirements of desulfurization by liquid absorbent, such as large capacity of equipment, complicated operation of the adsorbent, low adsorption capacity and high adsorption capacity. Especially, the wet method can not meet the high requirements of removing low concentration hydrogen sulfide. Type A adsorbent has the advantages of high adsorption capacity, high strength and low cost for adsorbing low concentration hydrogen sulfide. It is easy to be widely produced and has good industrial potential.

【技术实现步骤摘要】
高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法及应用
本专利技术属于吸附剂制备
，具体涉及一种高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法及应用。
技术介绍
恶臭气体是全球各国的广泛关注与重视的严重污染物之一，硫化氢气体是恶臭气体的主要代表物。硫化氢是一种无色、低浓度时为臭鸡蛋气味、易燃的酸性气体且极易溶于水而形成氢硫酸，较低浓度硫化氢有明显的刺激作用，较高浓度时可麻痹神经，毒性极大对人体造成直接危害。硫化氢可引起大气污染、温室效应以及破坏臭氧层等。硫化氢是工业生产中常见的有毒有害气体，中毒事故经常发生。如含硫天然气的开采和后处理过程；地下矿井的开采过程；大型垃圾中转站中转车间；工业化合成合成氮肥原料气；有色金属天然矿熔烧过程；石油含硫原油的开采过程以及丙烷脱氢生产丙烯气体等。脱除硫化氢气体不仅可以净化空气、减少环境污染、避免了硫化氢对人体中毒的危害、管道的腐蚀、金属设备的腐蚀、催化剂的硫中毒等问题，还节约了生产成本和提高生产效率，从而达到既要发展经济又要注重环境保护的目标。我国对车间空气和工业废气中硫化氢浓度已有严格规定：车间工作地点空气中硫化氢最高浓度不得超过10mg/m3；油品炼厂废气中硫化氢浓度要求净化至10～20mg/m3。无论从安全、还是环境保护方面考虑，都必须对硫化氢进行脱除处理。因此，减少硫化氢气体的排放量将其浓度降低到排放标准以下，是工业上要亟待解决的问题。近年来，国内外学者对高效脱除低浓度硫化氢的吸附剂展开了大量的研究工作。依据脱硫工艺的不同，大体上分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。湿法脱硫能够适应较高脱硫负荷的要求，其中包括化学吸收法、物理吸收法、化学物理吸收法和氧化吸收法等。由于湿法脱硫的精度不高，难以达到高吸附容量低浓度硫化氢气体的要求，同时产生机械设备腐蚀、反应管结垢等一系列问题。工业中常常需要脱除后的硫化氢可以达到排放的标准（小于10mg/m3）。因此，我们要使用脱硫精度比较高的干法脱硫剂。干法脱硫技术是利用多孔物质的吸附性能净化气体。干法脱硫的脱硫工艺过程中，发生气固相接触反应，即颗粒状的脱硫剂将硫化氢气体吸附或反应固定为固态的硫，其反应是在完全干燥的状态下进行的，因而不会有腐蚀设备、反应器结垢和操作繁琐等一系列问题，干法脱硫亦称为吸附法。工业上常用的吸附剂可分为活性炭、氧化铁、氧化铝、分子筛等。活性炭脱硫剂的本质是孔隙结构发达，具有巨大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力。活性炭是国际公认的吸毒能手，如用于活性炭口罩，防毒面具等。氧化铁脱硫剂的本质是它与硫化氢反应生成硫化铁与水，氧化铁脱硫剂属于单金属氧化物法，目前最大的挑战的问题在于解决氧化铁脱硫剂循环使用过程中易粉化、脱硫剂更换困难等问题。氧化铝因其廉价易成型、多孔性颗粒、稳定性好、机械强度高，成为广泛用于工业化的吸附剂、催化剂和催化剂载体。但单一的氧化铝对硫化氢吸附存在活性低、吸附容量小等问题。分子筛因它的选择性好、活性高，在吸附过程中常被用作催化剂或催化剂载体，分子筛吸附剂已广泛用于脱除气体中的硫化氢，但存在再生能耗大等缺点。总之，干法脱硫剂在生产成本、吸附剂容量、吸附剂强度和稳定性等方面还存在问题。因此，开发一种廉价、高效、操作简便、稳定性好且易于工业化的高效脱除低浓度硫化氢的吸附剂是当下所面临的巨大挑战。本专利技术提供的是一种直接高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂，利用拟薄水铝石具有比表面积高、溶胶性好、粘结性强、孔容大等优点，以拟薄水铝石为前驱载体，浸渍活性组分并焙烧后得到吸附剂，制备得到的吸附剂成本低廉、制备工艺简单、强度好、稳定性好、吸附效率高、脱硫精度高，具有很好的工业化前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中用于脱除低浓度硫化氢的吸附剂存在的吸附容量低、活性低、吸附剂不稳定以及不适合工业化等问题，进而提供了一种高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法及应用。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法，以球型拟薄水铝石经预处理后作为载体，然后喷洒浸渍一定量的可溶性碱金属盐溶液，具体包括以下步骤：(1)球形拟薄水铝石的预处理：将工业化的球型拟薄水铝石，在烘箱中干燥，干燥温度为60～100℃；干燥时间10～24h，除去表面自由水，处理之后的球形拟薄水铝石作为载体；(2)将可溶性碱金属盐溶液加入去离子水中，充分搅拌后得到可溶性碱金属盐溶液；所述可溶性碱金属盐和预处理之后的球形拟薄水铝石载体的质量比为1:1～1:10；(3)将步骤(2)得到的可溶性碱金属盐溶液均匀喷洒浸渍在步骤(1)中得到的预处理之后的球型拟薄水铝石载体上，得到吸附剂前体；(4)将步骤(3)得到的经干燥、焙烧处理后即得到高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂。步骤(2)所述的可溶性碱金属盐溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾的碱金属盐溶液中的一种或几种的混合物；更优选的，所采用的可溶性碱金属盐溶液为碳酸钠盐溶液。步骤(4)中，所述干燥处理的工艺参数为：干燥温度：70～150℃，干燥时间：10～40h；所述焙烧处理的工艺参数为：焙烧温度：300～600℃；焙烧时间：3～8h。将上述制得的吸附剂用于脱除低浓度硫化氢反应，吸附的条件：气体硫化氢浓度：50～500ppm；反应温度：10~60℃；压力：0~2Mpa；反应流速：20～150mL/min。本专利技术的有益效果在于：本专利技术制得的吸附剂具有高效吸附容量，属于干法脱硫剂，首先克服了湿法脱硫剂中以液体吸收剂来脱除硫化物、设备处理量大、吸附剂操作繁琐、吸附容量低、难以达到高吸附容量的要求，尤其是湿法难以达到脱除低浓度硫化氢的高要求；其次，该球形吸附剂具有吸附低浓度硫化氢吸附容量高、强度大、成本低、易于广泛生产，具有良好的工业化潜力。随着环保法规的日趋严格，开发高效、低投入、易于工业化且绿色环保的技术已成为高效吸附低浓度硫化氢的吸附剂技术发展的趋势。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术不仅仅限于这些实施例。实施例1本实施例所述的一种高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法，包括如下步骤：称取30.00g球形拟薄水铝石，在60℃烘箱中干燥24h，处理之后的球形拟薄水铝石作为载体；称取15g无水碳酸钠，加入30g去离子水中，充分搅拌后得到碳酸钠盐溶液；将碳酸钠盐溶液浸渍在球形拟薄水铝石上，得到吸附剂前体，再经100℃干燥20h，500℃焙烧4h，即得到Na2CO3:球形AlOOH=1:2的吸附剂。吸附试验的条件：吸附剂质量：2.50g；气体硫化氢浓度：200ppm；反应温度：20℃；压力：0.04Mpa；反应流速：70mL/min；每20min采样一次，规定硫化氢浓度达到0.1ppm为穿透硫容；穿透硫容为9334mg/mL。实施例2本实施例所述的一种高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法，包括如下步骤：称取30.00g球形拟薄水铝石，在60℃烘箱中干燥24h，处理之后的球形拟薄水铝石作为载体；称取7.5g无水碳酸钠，加入19g去离子水中，充分搅拌后得到碳酸钠盐溶液；将碳酸钠盐溶液浸渍在球形拟薄水铝石上，得到吸附剂前体，再经100℃干燥20h，500℃焙烧4h，即得到Na2CO3:球形AlOOH=1:4的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法，其特征在于：以球形拟薄水铝石经预处理后作为载体，喷洒浸渍可溶性碱金属盐溶液，具体包括以下步骤：(1)球形拟薄水铝石的预处理：将工业生产的球形拟薄水铝石在烘箱中干燥，除去表面自由水，处理之后的球形拟薄水铝石作为载体；(2)将可溶性碱金属盐加入去离子水中，充分搅拌后得到可溶性碱金属盐溶液；(3)将步骤(2)得到的可溶性碱金属盐溶液均匀喷洒浸渍在步骤(1)中得到的预处理之后的球形拟薄水铝石载体上，得到吸附剂前体；(4)将步骤(3)得到的吸附剂前体，经干燥和焙烧处理后即得到高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法，其特征在于：以球形拟薄水铝石经预处理后作为载体，喷洒浸渍可溶性碱金属盐溶液，具体包括以下步骤：(1)球形拟薄水铝石的预处理：将工业生产的球形拟薄水铝石在烘箱中干燥，除去表面自由水，处理之后的球形拟薄水铝石作为载体；(2)将可溶性碱金属盐加入去离子水中，充分搅拌后得到可溶性碱金属盐溶液；(3)将步骤(2)得到的可溶性碱金属盐溶液均匀喷洒浸渍在步骤(1)中得到的预处理之后的球形拟薄水铝石载体上，得到吸附剂前体；(4)将步骤(3)得到的吸附剂前体，经干燥和焙烧处理后即得到高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂。2.根据权利要求书1所述的一种高效脱除低浓度硫化氢的球形吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中球形拟薄水铝石的预处理过程的工艺参数为：尺寸：10目～100目；干燥温度：60～100℃；干燥时间：10～24h。3.根据权利要求书1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁珮，鲍晓军，罗曼，朱海波，王廷海，岳源源，白正帅，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35