一种用于湿气脱汞的脱汞剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于湿气脱汞的脱汞剂，包括活性物质、载体颗粒和辅助成分；所述活性物质为金属硫化物，其中硫化铜的质量分数≥80％；所述载体颗粒包括活性氧化铝、椰壳活性炭和助粘剂；所述辅助成分为硫化银；所述活性物质和辅助成分负载在载体颗粒中；本发明专利技术还提供一种上述脱汞剂的制备方法，包括以下步骤：将活性氧化铝、椰壳活性炭和助粘剂混合，挤压成型、干燥后制得载体颗粒；将载体颗粒浸渍到含Cu2+和Ag+的溶液中，浸渍完全后置于500～800℃下煅烧制得脱汞剂前体；将脱汞剂前体浸渍到硫化物溶液中2～4h，硫化后置于500～800℃下煅烧制得脱汞剂，所述脱汞剂在硫化铜负载量相同的情况下，具有更好的脱汞性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于湿气脱汞的脱汞剂及其制备方法
本专利技术涉及汞脱除
，具体是一种用于湿气脱汞的脱汞剂及其制备方法。
技术介绍
汞及其化合物以污染物的形式存在于天然气等化石燃料中，如天然气中的汞含量一般为1～2000μg/m3。汞具有毒性、腐蚀性和生物累积性，天然气中的汞会腐蚀管线和设备(尤其是低温铝制设备)，严重威胁动植物的生命，增加设备维护的风险。管输天然气用户合同要求商品天然气中汞含量应低于0.01μg/m3，LNG厂明确规定进料天然气中汞含量必须低于0.01μg/m3，我国规定汞通过燃烧废气、泄漏等方式进入大气的最高允许浓度为15μg/m3。因此，为减小天然气处理厂中汞对设备、管线及操作人员的危害，同时满足天然气产品质量要求，应尽量在处理厂上游脱除天然气中的汞，这对含汞气田合理、安全开发具有重大意义。目前，天然气化学吸附脱汞工艺中使用的负载型金属硫化物脱汞剂价格较低、脱汞效率高，在湿气脱汞领域表现优越。从经济性、脱汞活性、易获得性等角度来看，金属硫化物中硫化铜的脱汞性能最优。一般地，脱汞剂中硫化铜的含量越高，其脱汞效率越高，对汞的吸附容量越大，但脱汞剂的抗压强度会降低，结构性能越差。因此，有必要进一步提高负载硫化铜的脱汞活性，使脱汞剂在硫化铜的负载量相同的情况下，获得更优的脱汞性能和结构性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种用于湿气脱汞的高效脱汞剂。本专利技术的另一目的在于提供一种所述用于湿气脱汞的脱汞剂的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种用于湿气脱汞的脱汞剂，所述脱汞剂包括活性物质、载体颗粒和辅助成分；所述活性物质为金属硫化物，所述活性物质中硫化铜的质量分数≥80％；所述载体颗粒包括活性氧化铝、椰壳活性炭和助粘剂；所述辅助成分为硫化银；所述脱汞剂中活性物质的质量分数为1～30％，活性氧化铝的质量分数为50～80％，椰壳活性炭的质量分数为5～30％，辅助成分的质量分数为0.05～5％；所述活性物质和辅助成分负载在所述载体颗粒中。优选的，所述活性物质为硫化铜。优选的，所述脱汞剂中活性物质的质量分数为10～25％，活性氧化铝的质量分数为50～70％，椰壳活性炭的质量分数为10～30％，辅助成分的质量分数为1～5％。优选的，所述载体颗粒的形状为球形或齿球形；所述载体颗粒的直径为1～10mm；所述助粘剂为铝酸钙水泥或坡缕石粘土中的一种或两种。一种所述用于湿气脱汞的脱汞剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将活性氧化铝、椰壳活性炭和助粘剂混合，加入去离子水，经挤压成型、干燥后制得载体颗粒；(2)将所述载体颗粒浸渍到含Cu2+和Ag+的溶液中3～5h，浸渍完全后将所述浸渍的载体颗粒置于500～800℃下煅烧1～2h制得脱汞剂前体；(3)将所述脱汞剂前体浸渍到硫化物溶液中2～4h进行硫化，将硫化后的脱汞剂前体置于500～800℃下煅烧1～2h，制得脱汞剂。优选的，步骤(1)中所述活性氧化铝、椰壳活性炭和助粘剂的质量比为20:3:1～16:7:1。优选的，步骤(1)中所述干燥是在80℃下干燥3～4h；所述载体颗粒的形状为球形或齿球形，直径为1～10mm。优选的，步骤(2)中所述含Cu2+和Ag+的溶液为氯化铜或硫酸铜和硝酸银的混合溶液；所述混合溶液中Cu2+的浓度为0.1～0.26mol/L，Ag+的浓度为0.008～0.04mol/L；所述载体颗粒与所述含Cu2+和Ag+的溶液的比例为55～80g/L。优选的，步骤(2)中所述含Cu2+和Ag+的溶液为碳酸铜或碱式碳酸铜和硝酸银的氨水溶液；所述溶液中Cu2+的浓度为0.1～0.26mol/L，Ag+的浓度为0.008～0.04mol/L；所述载体颗粒与所述含Cu2+和Ag+的溶液的比例为55～80g/L。优选的，步骤(3)中所述硫化物溶液为硫化钠、硫化钾或硫化铵溶液；所述硫化物溶液的浓度为0.15～0.31mol/L；所述脱汞剂前体与硫化物溶液的比例为60～90g/L。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的用于湿气脱汞的脱汞剂的载体颗粒由活性氧化铝和椰壳活性炭制备而成，不仅能用于湿气脱汞，也提高了对有机汞的吸附能力；所述脱汞剂中添加了辅助成分硫化银，铜与银的协同作用增强了活性物质硫化铜的活性，使所述脱汞剂在硫化铜负载量相同的情况下，获得更好的脱汞性能；本专利技术提供的用于湿气脱汞的脱汞剂的制备方法采用硫化物溶液实现前驱体铜盐的硫化，硫化过程危害小，制备过程简单；在所述Cu2+溶液中添加Ag+，Ag+减弱了氧化铝与活性铜的强相互作用，能够促进前驱体铜盐的硫化作用，硫化形成的硫化银，能够增强活性物质硫化铜的脱汞活性，提高脱汞剂的脱汞性能。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1用于湿气脱汞的脱汞剂的制备方法包括以下步骤：(1)将100g活性氧化铝和20g椰壳活性炭充分混合，加入5g铝酸钙水泥，加入适量的蒸馏水，然后用成球机挤压混合物制成直径为3mm的球状颗粒，将制成的球状颗粒在80℃下干燥4h后得到氧化铝载体颗粒，其比表面积238.2m2/g，总孔容为0.50cm3/g。(2)将3.2g硫酸铜和0.5g硝酸银溶于100mL去离子水中，将70g所述载体颗粒浸渍于上述混合溶液中，浸渍时间为4h；待浸渍完全后，将浸渍好的载体颗粒在500℃下煅烧2h，制得脱汞剂前体。(3)将2.3g硫化钠溶于100mL去离子水中，将制备好的脱汞剂前体浸渍于上述硫化钠溶液中进行硫化，浸渍时间为3h；待浸渍完全后，将硫化后的脱汞剂前体在500℃下煅烧2h，得到脱汞剂成品A。实施例2用于湿气脱汞的脱汞剂的制备方法包括以下步骤：(1)将100g活性氧化铝和23g椰壳活性炭充分混合，加入5g铝酸钙水泥，加入适量的蒸馏水，然后用成球机挤压混合物制成直径为3.8mm的齿球状颗粒，将制成的齿球状颗粒在80℃下干燥5h后得到氧化铝载体颗粒，其比表面积213.5m2/g，总孔容为0.45cm3/g。(2)将2.7g氯化铜和0.5g硝酸银溶于100mL去离子水中，将70g所述载体颗粒浸渍于上述混合溶液中，浸渍时间为5h；待浸渍完全后，将浸渍好的载体颗粒在800℃下煅烧2h，制得脱汞剂前体。(3)将3.3g硫化钾溶于100mL去离子水中，将制备好的脱汞剂前体浸渍于上述硫化钾溶液中进行硫化，浸渍时间为4h；待浸渍完全后，将硫化后的脱汞剂前体在800℃下煅烧2h，得到脱汞剂成品B。实施例3用于湿气脱汞的脱汞剂的制备方法包括以下步骤：(1)将100g活性氧化铝和25g椰壳活性炭充分混合，加入5g坡缕石粘土，加入适量的蒸馏水，然后用成球机挤压混合物制成直径为2.5mm的球状颗粒，将制成的球状颗粒在80℃下干燥4h后得到氧化铝载体颗粒，其比表面积189.8m2/g，总孔容为0.40cm3/g。(2)将3.3g碳酸铜和0.6g硝酸银溶于100mL氨水中，将70g所述载体颗粒浸渍于上述混合溶液中，浸渍时间为5h；待浸渍完全后，将浸渍好的载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于湿气脱汞的脱汞剂，其特征在于，所述脱汞剂包括活性物质、载体颗粒和辅助成分；所述活性物质为金属硫化物，所述活性物质中硫化铜的质量分数≥80％；所述载体颗粒包括活性氧化铝、椰壳活性炭和助粘剂；所述辅助成分为硫化银；所述脱汞剂中活性物质的质量分数为1～30％，活性氧化铝的质量分数为50～80％，椰壳活性炭的质量分数为5～30％，辅助成分的质量分数为0.05～5％；所述活性物质和辅助成分负载在所述载体颗粒中。

【技术特征摘要】
1.一种用于湿气脱汞的脱汞剂，其特征在于，所述脱汞剂包括活性物质、载体颗粒和辅助成分；所述活性物质为金属硫化物，所述活性物质中硫化铜的质量分数≥80％；所述载体颗粒包括活性氧化铝、椰壳活性炭和助粘剂；所述辅助成分为硫化银；所述脱汞剂中活性物质的质量分数为1～30％，活性氧化铝的质量分数为50～80％，椰壳活性炭的质量分数为5～30％，辅助成分的质量分数为0.05～5％；所述活性物质和辅助成分负载在所述载体颗粒中。2.根据权利要求1所述的一种用于湿气脱汞的脱汞剂，其特征在于，所述活性物质为硫化铜。3.根据权利要求1所述的一种用于湿气脱汞的脱汞剂，其特征在于，所述脱汞剂中活性物质的质量分数为10～25％，活性氧化铝的质量分数为50～70％，椰壳活性炭的质量分数为10～30％，辅助成分的质量分数为1～5％。4.根据权利要求1所述的一种用于湿气脱汞的脱汞剂，其特征在于，所述载体颗粒的形状为球形或齿球形；所述载体颗粒的直径为1～10mm；所述助粘剂为铝酸钙水泥或坡缕石粘土中的一种或两种。5.一种如权利要求1～4任一项所述的用于湿气脱汞的脱汞剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将活性氧化铝、椰壳活性炭和助粘剂混合，加入去离子水，经挤压成型、干燥后制得载体颗粒；(2)将所述载体颗粒浸渍到含Cu2+和Ag+的溶液中3～5h，浸渍完全后将所述浸渍的载体颗粒置于500～800℃下煅烧1～2h制得脱汞剂前体；(3)将所述脱汞剂前体浸渍到硫化物溶液中2～4h进行硫化...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋洪，张瑞斌，朱聪，
申请(专利权)人：西南石油大学，四川默库瑞石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51