一种大空速铁系脱硫剂的制备工艺制造技术

本发明专利技术属于脱硫技术领域，具体涉及一种大空速铁系脱硫剂及其制备工艺。本发明专利技术提供的脱硫剂，通过采用具有纳米微粒的小尺寸效应的活性氧化锌作为助剂，使得助剂充分发挥作用，当磁性氧化铁组分与硫化氢气体结合达到饱和而逸出硫化氢分子时，活性氧化锌能够及时与这些逸出的硫化氢反应，磁性氧化铁与活性氧化锌的这种相互配合形成了复合的活性中心，有效地提高了脱硫精度。同时，复合活性中心还有效地加快了脱硫剂与硫化氢分子的结合速度，使得脱硫剂的单位处理量增大。本发明专利技术的脱硫剂能够满足高空速的脱硫要求，且脱硫精度高，脱硫后的气体中硫化氢含量小于0.1ppm，穿透硫容可达50％。

Preparation of a high speed iron system desulphurizer

The invention belongs to the field of desulfurization technology, in particular to a large air speed iron system Desulphurizer and a preparation process. The desulfurizing agent provided by the invention, the activity of Zinc Oxide small size effects of nano particle has adopted the agent as additives, which give full play to the role of the magnetic iron oxide component combined with hydrogen sulfide gas saturation and escape of hydrogen sulfide, hydrogen sulfide and reaction activity of Zinc Oxide can promptly escaped, the magnetic iron oxide and active Zinc Oxide each other with the formation of the active center complex, effectively improve the accuracy of desulfurization. At the same time, the compound active center also quickened the binding speed of the desulfurizer and hydrogen sulfide molecules, and increased the unit treatment amount of the desulfurizer. The desulfurizer of the invention can meet the requirement of high space speed desulfurization, and has high desulfurization accuracy. The content of hydrogen sulfide in the desulfurized gas is less than 0.1ppm, and the penetrating sulfur content can reach 50%.

【技术实现步骤摘要】
一种大空速铁系脱硫剂的制备工艺
本专利技术属于脱硫
，具体涉及一种大空速铁系脱硫剂的制备方法及其应用。
技术介绍
在众多工业领域如石油炼化、燃气生产、合成氨、污水处理等过程中均会产生硫化氢气体，硫化氢的存在不仅会对金属管线和设备造成严重的腐蚀，带来生产安全事故，还会造成催化剂中毒，增加催化剂的使用和再生成本。另外，这些硫化氢气体若排放至大气中，还会造成环境污染，并危害人类身体健康。所以，在生产过程中及时将硫化氢气体收集并分离是非常必要的。目前，普遍采用湿法脱硫和干法脱硫对气体中的硫化氢进行脱除。其中，干法脱硫又因其工艺简单，运行费用低的特点成为主要应用的技术。干法脱硫使用的脱硫剂可分为可再生脱硫剂和非可再生脱硫剂，可再生脱硫剂包括铁系脱硫剂、活性炭和分子筛，而非可再生脱硫剂主要为氧化锌。铁系脱硫剂的脱硫机理如下，当H2S分子与脱硫剂颗粒表面接触时，会在氧化铁水合物表面的水膜中发生离解而生成HS-、S2-离子，接着生成的离子与水合氧化铁中的晶格氧OH-、O2-置换，从而生成Fe2S3·H2O。脱硫剂表层的硫化铁会与内层的氧化铁发生界面反应，使硫向脱硫剂内部扩散，这样表面的氧化铁就可以继续吸收H2S，达到持续的脱硫效果。然而氧化铁在达到饱和后会逸出硫化氢，脱硫精度有限。为此，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。综上所述，如何获得一种能够适用于高空速的，脱硫精度高的干法脱硫剂是目前本领域尚未解决的一个技术难题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的铁系脱硫剂在添加了提高脱硫精度的助剂后，使得脱硫剂适用空速降低，而不能在工业上实现应用的缺陷，从而提供一种可用于高空速条件下常温脱硫的高脱硫精度大空速铁系脱硫剂及其制备方法。为此，本专利技术提供了一种大空速铁系脱硫剂及其制备方法，所述大空速铁系脱硫剂，以重量份计其原料组成为：磁性氧化铁60-90份；活性氧化锌5-30份；粘结剂10-40份。优选的，所述的大空速铁系脱硫剂，以重量份计其原料组成包括：磁性氧化铁80-90份；活性氧化锌10-20份；粘结剂25-35份。所述磁性氧化铁的比表面积不小于100m2/g，粒度目数不小于80目。所述活性氧化锌比表面积不小于50m2/g，粒径为10-100nm。所述粘结剂为1wt％～10wt％的羧甲基纤维素钠溶液；优选的，所述粘结剂为1wt％～5wt％的羧甲基纤维素钠溶液。所述脱硫剂的颗粒的径向抗压碎力平均值不小于50N/cm。一种制备所述大空速铁系脱硫剂的方法，包括如下步骤：(1)将磁性氧化铁、活性氧化锌和粘结剂按照所述原料组成进行固液混捏；(2)对步骤(1)中所得混合均匀的物料进行造粒并干燥，即得所述大空速铁系脱硫剂。所述步骤(1)中还包括：将所述磁性氧化铁和所述活性氧化锌共同进行球磨处理4-6min，转速300～400转/min；再将球磨后的混合物与所述粘结剂进行固液混捏。所述步骤(1)中还包括：将所述磁性氧化铁、所述活性氧化锌和部分所述粘结剂共同进行球磨处理4-6min，转速300～400转/min；再将球磨后的混合物与剩余的部分粘结剂进行固液混捏。所述干燥的温度为60-90℃，干燥时间为1-24h。所述大空速铁系脱硫剂在脱除气体中的硫化氢中的应用。所述气体的空速范围为3000-6000h-1。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的大空速铁系脱硫剂，采用具有纳米微粒的小尺寸效应的活性氧化锌作为助剂，能够充分发挥助剂的作用，当磁性氧化铁组分与硫化氢气体结合达到饱和而逸出硫化氢分子时，活性氧化锌能够及时与这些逸出的硫化氢反应，磁性氧化铁与活性氧化锌的这种相互配合形成了复合的活性中心，有效地提高了脱硫精度。同时，复合活性中心还有效地加快了脱硫剂与硫化氢分子的结合速度，使得脱硫剂的单位处理量增大。粘结剂的配比限定即保证脱硫剂活性中心充分暴露，同时还赋予了脱硫剂足够的强度使其能够承担高达6000h-1的空速。本专利技术的脱硫剂能够满足高空速的脱硫要求，且脱硫精度高，脱硫后的气体中硫化氢含量小于0.1ppm，脱硫效率可达50％。2.本专利技术提供的大空速铁系脱硫剂，通过采用比表面积不小于100m2/g的磁性氧化铁，可增大硫化氢分子与脱硫剂的有效接触面积，提高脱硫剂的单位结合效率。3.本专利技术提供的大空速铁系脱硫剂的制备方法，通过将磁性氧化铁和活性氧化锌共同进行球磨处理，避免了活性氧化锌的团聚，使之均匀分散于脱硫剂颗粒中，达到磁性氧化铁与活性氧化锌充分接触的目的，使得从磁性氧化铁颗粒表面逸出的硫化氢能够通过最短的路径即与活性氧化锌接触，迅速被结合，避免硫化氢分子在脱硫剂中的反复被结合与被释放的无效循环过程，提高脱硫效率。具体实施方式以下通过具体实施例来说明本专利技术的实施方式，除非另外说明，本专利技术中所公开的实验方法均采用本
常规技术。下述实施例中所涉及的磁性氧化铁，可以参照中国专利文献CN105771992中公开的方法制备得到，具体步骤如下：(1)将钛白废副硫酸亚铁溶解于水中，形成总铁浓度为0.5mol/L的含铁溶液；在所述钛白废副硫酸亚铁中硫酸亚铁的含量为88wt％、Fe2+与Fe3+的摩尔比为9：1；(2)常温搅拌下将所述含铁溶液滴加至1mol/L的氨水中得pH＝7～9的悬浮液，将所述悬浮液加热至90℃以发生反应；(3)待反应完成后将反应体系过滤，收集固相，洗涤并于100℃干燥，即得本专利技术中所用的磁性氧化铁。实施例1本实施例提供的大空速铁系脱硫剂，其原料组成包括：磁性氧化铁60g、活性氧化锌30g、羧甲基纤维素钠的10wt％水溶液10g。其由以下步骤制得：(1)取磁性氧化铁80g、活性氧化锌20g、羧甲基纤维素钠的10wt％水溶液25g混合进行固液混捏。(2)将步骤(1)所得混合物进行挤条造粒，然后在90℃下干燥24h，即得到大空速铁系脱硫剂。所述脱硫剂的直径为4mm，经测定上述大空速铁系脱硫剂颗粒的径向抗压碎力平均值为51N/cm。实施例2本实施例提供的制备大空速铁系脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：(1)取磁性氧化铁80g、活性氧化锌20g、羧甲基纤维素钠的10wt％水溶液25g混合进行固液混捏。(2)将步骤(1)所得混合物进行挤条造粒，然后在60℃下干燥1h，即得到大空速铁系脱硫剂。上述大空速铁系脱硫剂的直径为4mm，经测定上述大空速铁系脱硫剂颗粒的径向抗压碎力平均值为53N/cm。实施例3本实施例提供的制备大空速铁系脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：(1)取5个球磨罐，在每个球磨罐中加入磁性氧化铁18g、活性氧化锌1g，然后开启球磨机进行球磨，转速300转/分钟，球磨4分钟，球磨完毕后静置沉降5分钟，而后将5个球磨罐中的混合物料取出。(2)将上述取出的混合物料并在一起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大空速铁系脱硫剂，其特征在于，以重量份计其原料组成包括：磁性氧化铁 60‑90份；活性氧化锌 5‑30份；粘结剂     10‑40份。

【技术特征摘要】
1.一种大空速铁系脱硫剂，其特征在于，以重量份计其原料组成包括：磁性氧化铁60-90份；活性氧化锌5-30份；粘结剂10-40份。2.根据权利要求1所述的大空速铁系脱硫剂，其特征在于，以重量份计其原料组成包括：磁性氧化铁80-90份；活性氧化锌10-20份；粘结剂25-35份。3.根据权利要求1或2所述的大空速铁系脱硫剂，其特征在于，所述磁性氧化铁的比表面积不小于100m2/g，粒度目数不小于80目。4.根据权利要求1-3任一项所述的大空速铁系脱硫剂，其特征在于，所述活性氧化锌比表面积不小于50m2/g，粒径为10-100nm。5.根据权利要求1-4任一项所述的大空速铁系脱硫剂，其特征在于，所述粘结剂为1wt％～10wt％的羧甲基纤维素钠溶液；优选的，所述粘结剂为1wt％～5wt％的羧甲基纤维素钠溶液。6.根据权利要求1-5任一项所述的大空速铁系脱硫剂，其特征在于，所述脱硫剂的颗粒的径向抗压碎力平均值不小于50N/cm。7.一种制备权利要求1-6任一项所述的大空速铁系脱硫剂的方法，其特征在于，包括如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊俐，
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