一种高效球形脱硫剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高效球形脱硫剂及其制备方法与应用。所述高效球形脱硫剂包括如下重量份数的原料：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。制备方法如下：1)将无定型羟基氧化铁、聚合硫酸铁、碱式碳酸铜、碳酸氢钙和粘结剂进行混捏均匀后，成球，得到球型混捏料；2)对球型混捏料进行水洗并过滤；3)对水洗后的球型混捏料进行干燥处理，得到干燥后的球型混捏料；4)对干燥后的球型混捏料进行焙烧处理，得到球形脱硫剂。其脱硫效率高，在水体中易回收利用，不影响水体质量，具有多孔结构，能与水体中的硫化氢充分接触。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于脱硫剂制备
，具体涉及一种高效球形脱硫剂及其制备方法与应用。
技术介绍
炼油化工、皮革加工、化肥生产等行业生产会产生大量的含硫废水，这种污水具有强烈的恶臭和毒性，为此，许多工厂建立了含硫废水处理装置。油气田水中硫化氢问题则与工厂不同，地理环境上也有较大区别，油气田水比较分散，且水量大小远不如工厂那样稳定，因此，处理油气田水中硫化氢比工厂含硫废水处理更为困难，特别含量在2000mg/L以上的特高含硫油气田水中的硫化氢更难以有效处理。众所周知，硫化氢是具有腐臭的有毒气体，无色，密度1.539g/cm3，熔点-82.9℃，沸点-61.8℃，溶于水、乙醇，自燃点345-380℃，爆炸极限4.3％-45.5％，硫化氢进入环境后，浓度即使很低也会产生如腐败的臭鸡蛋味。对于含硫化氢的气田水，曾采用常温常压漂白粉氧化、空气氧化法处理工艺或者汽提法和吹脱法。但是漂白粉会污染水体，而且化学氧化法的最大特点是按化学当量进行反应的，而实际氧化剂用量远大于按化学当量的计量，可见特高含硫油气田水脱除硫化氢直接利用化学氧化法也是不行的；当油气田水中硫化氢含量稍高时，在常温常压下，利用空气氧化法不能将水中硫化氢脱除到排放标准以下；汽提法和吹脱法是将水中硫化氢变成气体硫化氢扩散到气流中进行分离，但是并不能使水体中的硫化氢完全汽提出，再者汽提出的大量硫化氢可能会散失至空气中，污染环境。同时，现有的铁系脱硫剂在制备过程中，一般加入粘结剂和助剂，助剂一般选择金属氧化物，通过混捏或者混合后干燥，焙烧得到，但是，得到的铁系脱硫剂结构紧密，与待脱硫物质不能充分接触，降低了脱硫效果。再者，铁系脱硫剂中的铁与其它金属元素仅仅是物理的分散。中国专利文献CN103212369A公开了一种常温脱硫的高强度羟基氧化铁脱硫剂及其制备方法。该高强度羟基氧化铁脱硫剂至少由以下原料制成，所述原料包括：羟基氧化铁和有机粘结剂；所述原料还包括胶溶剂，所述胶溶剂为有机酸和无机酸中的至少一种，所述原料还包括无机粘结剂和助剂中的至少一种，其中的助剂是选择常用的金属氧化物。在制备的过程中是直接将各原料混合，捏合后，干燥，得到的羟基氧化铁脱硫剂，该羟基氧化铁脱硫剂经捏合和干燥后，所得结构致密，待脱硫物质不容易进入脱硫剂内部，从而导致接触不充分，脱硫效率大大降低。同时制备得到羟基氧化铁脱硫剂未成球和焙烧，导致其强度不高，不易回收利用，影响水体质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中脱硫剂硫容较低、脱硫效率低，脱硫剂在水体中不易回收利用，影响水体质量，以及脱硫剂与水体中的硫化氢接触不充分的的技术问题，进而提供了一种高效球形脱硫剂。为此，本专利技术采用的技术方案为，一种高效球形脱硫剂，包括如下重量份数的原料：上述高效球形脱硫剂中，所述粘结剂选自聚乙烯醇、聚丙烯、酰胺和田菁粉中的至少一种。所述球形脱硫剂的直径为5-15mm、比表面积≥500m2/g。本专利技术还提供了一种高效球形脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：1)将无定型羟基氧化铁、聚合硫酸铁、碱式碳酸铜、碳酸氢钙和粘结剂进行混捏均匀后，成球，得到球型混捏料；2)对步骤1)中的球型混捏料进行水洗并过滤；3)对步骤2)中水洗后的球型混捏料进行干燥处理，得到干燥后的球型混捏料；4)对步骤3)中干燥后的球型混捏料进行焙烧处理，得到球形脱硫剂。上述制备方法中，步骤1)中，所述混捏的温度为20-30℃。上述制备方法中，步骤3)中，所述干燥处理的温度为100-150℃，时间为30-50min。上述制备方法中，步骤4)中，所述焙烧处理的温度为200-250℃，时间为20-60min。本专利技术还提供了上述高效球形脱硫剂脱除水体中硫化氢的应用。上述应用中，所述含硫化氢水体具体可为气田水。进一步地，所述气田水中硫化氢的含量≥2000mg/L。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1)本专利技术所提供的高效球形脱硫剂及其制备方法，通过限定无定型羟基氧化铁、聚合硫酸铁、碱式碳酸铜、碳酸氢钙和粘结剂的重量份数，并对其进行混捏均匀后，成球，得到球型混捏料，使各个原料之间配比适宜，利于后续的反应顺利进行，通过成球，利于对脱硫后的脱硫剂进行回收，对水体质量无影响；通过水洗对球型混捏料表面可能存在杂质进行清洗，同时，使球型混捏料表面光滑；通过对水洗后的球型混捏料进行干燥处理，使球型混捏料表面的水分挥发，同时碳酸氢钙会分解，产生气体，从球型混捏料内部和表面挥发，使球型混捏料内部和表面形成众多的孔洞，利于后续与待脱硫水体有充分的接触面积；分解产生的氧化钙在球型混捏料内部和表面形成均匀的脱硫活性中心；最后对干燥后的球型混捏料进行焙烧处理，使碱式碳酸铜分解，产生气体，从干燥后的球型混捏料挥发，进一步使干燥后的球型混捏料的内部形成交错分布的孔洞，同时也形成了大孔洞和小孔洞，分解产生的氧化铜亦均匀分布于球型混捏料内部和表面，形成脱硫活性中心，通过各个活性中心的配合，能实现水体中硫化氢气体100％的脱除效率。2)本专利技术所提供的高效球形脱硫剂及其制备方法，通过限定焙烧处理的温度为200-250℃，时间为20-60min，使碱式碳酸铜充分分解形成氧化铜，同时在焙烧处理过程中，活性金属铁、铜、钙形成相互配合的活性中心，在脱硫的过程中，硫元素可与其中的至少一种金属元素结合，能形成交错结合的结构，增强了脱硫效果，对硫脱除彻底。3)本专利技术所提供的高效球形脱硫剂及其制备方法，先于100-150℃下干燥处理30-50min，使高效球形脱硫剂中的碳酸氢钙先进行分解，形成初始的孔洞；再于200-250℃下焙烧处理20-60min，使高效球形脱硫剂中的碱式碳酸铜进行分解，以对初始的的孔洞进行扩孔并形成新的孔洞，本申请上述方法对其组成原料相配合，通过原料的先后分解过程，完成先后成孔并扩孔的处理步骤，最终形成大孔洞和小孔洞交错分布的内部结构，该结构有利于待脱硫物质与高效球形脱硫剂内部充分接触，同时又可以使待脱硫物质在高效球形脱硫剂内部顺利流通，从而增加脱硫效率，解决了一次焙烧、原料同时分解形成单一孔洞结构造成的脱硫剂与待脱硫物质接触不均匀，脱硫效率低的问题。4)本专利技术所提供的高效球形脱硫剂及其制备方法，通过制备成球形，可以增加脱硫剂比表面积，同时有可以充分回收，不会污染水体；同时采用其它方法对回收后的脱硫剂进行再生。5)本专利技术所提供的高效球形脱硫剂及其制备方法，通过采用无定形羟基氧化铁，无定形羟基氧化铁中的Fe原子位于氧原子形成的四面体或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球形脱硫剂，包括如下重量份数的原料：

【技术特征摘要】
1.一种球形脱硫剂，包括如下重量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的球形脱硫剂，其特征在于：所述粘结剂选自聚乙烯醇、聚丙烯、
酰胺和田菁粉中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的球形脱硫剂，其特征在于：所述球形脱硫剂的直径为5-
15mm、比表面积≥500m2/g。
4.权利要求1-3中任一项所述的球形脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将无定型羟基氧化铁、聚合硫酸铁、碱式碳酸铜、碳酸氢钙和粘结剂进行混捏均匀
后，成球，得到球型混捏料；
2)对步骤1)中的球型混捏料进行水洗并过滤；
3)对步骤2)中水洗后的球型混捏料进行干燥处理，得到干燥后的球型混捏料；
4)对步骤3)中干燥后的球型混捏料进行焙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鲁璐，李海英，王立贤，
申请(专利权)人：北京三聚环保新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11