一种高炉煤气羰基硫水解剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高炉煤气羰基硫水解剂及其制备方法，属于大气污染治理技术领域。该水解剂以γ‑Al

A carbonyl sulfur hydrolysis agent for blast furnace gas and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高炉煤气羰基硫水解剂及其制备方法
本专利技术涉及大气污染治理
，特别是指一种高炉煤气羰基硫水解剂及其制备方法。
技术介绍
目前，由于对高炉煤气中羰基硫认识较晚，对其成分、含量、危害及其脱除技术一直未引起重视。目前国内没有适用于钢铁行业脱除高炉煤气中羰基硫的技术及相应的工艺装备，同时针对炼铁工艺实际工况相比于石油炼化行业，仍属于低温低压，所以不能直接将石化行业的技术直接移植到钢铁行业。在这种情况下，研究羰基硫的反应特性，进而开发一种能够适应钢铁行业工况并有效脱除高炉煤气中羰基硫水解剂尤为重要，其成果将为进一步减少SO2排放提供有效的技术支撑，具有重要的现实意义。如中国专利：CN104667926A公开了一种低温羰基硫水解催化剂，该催化剂在30-80℃的低温条件下，在原料气中CO2浓度较高的情况下，可以实现羰基硫的高效转化。该催化剂不足之处是反应空速为1000H-1较低，且对于实际工况下要求原料气压力较高，反应压降较大，不宜工业化。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高炉煤气羰基硫水解剂及其制备方法。该水解剂包括载体、活性组分和添加剂，其中，载体为γ-Al2O3和TiO2，活性组分为氧化钾、氧化铁、二氧化锆中的一种或几种，添加剂为硝酸、田菁粉、聚乙烯醇中的一种或几种；各组分含量质量比为：载体80％-93％，活性组分7％-20％，添加剂加入量为载体和活性组分总质量的3-5％。其中，载体中TiO2和γ-Al2O3的质量比例为0-0.25。制备该水解剂的方法，包括步骤如下：(1)称取载体，放入干燥箱中在100-115℃下干燥2-4h；(2)称取活性组分，加入去离子水中溶解；(3)将步骤(1)中干燥后的载体加入步骤(2)中制得的活性组分溶液中，加入添加剂，混合均匀，最后挤压成型、干燥、焙烧，制成蜂窝状水解剂。其中，步骤(3)中干燥温度为80-110℃，干燥时间为12-24h。步骤(3)中焙烧温度为350-500℃，焙烧时间为4-6h。焙烧成型后的蜂窝状水解剂装在固定床反应器中，评价其羰基硫水解率，其中反应器内径20mm，反应温度80-200℃，压力0.15MPa，体积空速3000-6000h-1，COS含量为150mg/Nm3。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，该水解剂完全适应于钢铁行业高炉煤气中羰基硫的前端处理，可以有效地将有机硫羰基硫水解为无机硫硫化氢，对发电机组的发电量影响降低到最小，配合后端常规脱硫化氢工艺，极大程度的降低高炉煤气中总硫的含量，可以在钢铁行业广泛应用。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。本专利技术提供一种高炉煤气羰基硫水解剂及其制备方法。目前针对高炉煤气前端脱硫处理，部分企业通过在发电之后增加碱洗塔，喷淋氢氧化钠溶液去除掉煤气中的硫化氢气体。然而此方法仅能除掉无机硫，对于煤气中的羰基硫，因为受到工况条件限制，无法直接使用其它行业脱羰基硫催化剂，导致目前没有适合的工艺。随着环保原来越严格，仅通过去除无机硫，已然不能满足排放要求。因此本专利技术则是针对高炉煤气工况下开发出一种能够直接催化水解羰基硫的水解剂。该水解剂活性高、稳定性好、阻损小、制备简单经济、能够有效的将高炉煤气中的羰基硫水解成硫化氢，在通过配合后端脱硫化氢系统，极大程度降低高炉煤气中的硫含量。该水解剂包括载体、活性组分和添加剂，其中，载体为γ-Al2O3和TiO2，活性组分为氧化钾、氧化铁、二氧化锆中的一种或几种，添加剂为硝酸、田菁粉、聚乙烯醇中的一种或几种；各组分含量质量比为：载体80％-93％，活性组分7％-20％，添加剂加入量为载体和活性组分总质量的3-5％。其中，载体中TiO2和γ-Al2O3的质量比例为0-0.25。制备该水解剂的方法，包括步骤如下：(1)称取载体，放入干燥箱中在100-115℃下干燥2-4h；(2)称取活性组分，加入去离子水中溶解；(3)将步骤(1)中干燥后的载体加入步骤(2)中制得的活性组分溶液中，加入添加剂，混合均匀，最后挤压成型、干燥、焙烧，制成蜂窝状水解剂。本专利技术结合目前钢铁行业高炉煤气工艺流程，开发一种能够将高炉煤气中羰基硫水解的催化剂，该催化剂完全适应高炉煤气工况条件，防堵塞，压损低，稳定性好、水解率高、寿命长。在源头上解决高炉煤气中含硫物质，实现钢铁企业高炉煤气在进入下游用户使用前达到深度净化，完全达到京津冀等重点地区二氧化硫≤35mg/Nm3的排放要求，解决行业内高炉煤气下游用户烟气排放超标问题，技术达到行业领先水平，相比于末端治理具有更高的优势。下面结合具体实施例予以说明。实施例1.(1)称量焙烧好的γ-Al2O3200g，放入干燥箱中，105℃下干燥3.5h。(2)称量15gKOH和25gZrO2，加入100ml去离子水，搅拌溶解，配成活性组分溶液。(3)将称量好的γ-Al2O3，加入到活性组分溶液中，依次加入2mlHNO3、5g田菁粉以及5g聚乙烯醇，放入混捏机中，充分混捏15分钟。(4)将混捏好的催化剂放入成型机中，使用蜂窝式磨具，挤压成型，挤出速度为1cm/5s.(5)将成型后的催化剂自然阴干12h后，放入马弗炉中程序升温在400℃焙烧4h。取制备好的蜂窝状催化剂50g，装入固定床反应器中，内径20mm，体积空速3000h-1，反应压力0.15Mpa，反应温度110℃，COS含量为150mg/Nm3的条件下，COS水解率为大于90％。实施例2.(1)称量焙烧好的γ-Al2O3170g，TiO242.5g放入干燥箱中，105℃下干燥3.5h。(2)称量8.9gKOH、16.9gFe(NO3)3·9H2O和7.5gZrO2，加入100ml去离子水，搅拌溶解，配成活性组分溶液。(3)将称量好的γ-Al2O3，加入到活性组分溶液中，依次加入2mlHNO3、5g田菁粉以及5g聚乙烯醇，放入混捏机中，充分混捏15分钟。(4)将混捏好的催化剂放入成型机中，使用蜂窝式磨具，挤压成型，挤出速度为1cm/5s.(5)将成型后的催化剂自然阴干12h后，放入马弗炉中程序升温在400℃焙烧4h。取制备好的蜂窝状催化剂50g，装入固定床反应器中，内径20mm，体积空速4500h-1，反应压力0.15Mpa，反应温度120℃，COS含量为150mg/Nm3的条件下，COS水解率为大于95％。其它条件不变的条件下，体积空速6000h-1，COS水解率为大于92％。实施例3.(1)称量焙烧好的γ-Al2O3180g，TiO232.5g放入干燥箱中，105℃下干燥3.5h。(2)称量10.4gKOH、19.7gFe(NO3)3·9H2O，加入100ml去离子水，搅拌溶解，配成活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高炉煤气羰基硫水解剂，其特征在于：该水解剂包括载体、活性组分和添加剂，其中，载体为γ-Al

【技术特征摘要】
1.一种高炉煤气羰基硫水解剂，其特征在于：该水解剂包括载体、活性组分和添加剂，其中，载体为γ-Al2O3和TiO2，活性组分为氧化钾、氧化铁、二氧化锆中的一种或几种，添加剂为硝酸、田菁粉、聚乙烯醇中的一种或几种；各组分含量质量比为：载体80％-93％，活性组分7％-20％，添加剂加入量为载体和活性组分总质量的3-5％。


2.根据权利要求1所述的高炉煤气羰基硫水解剂，其特征在于：所述载体中TiO2和γ-Al2O3的质量比例为0-0.25。


3.制备权利要求1所述的高炉煤气羰基硫水解剂的方法，其特征在于：包括步骤如下：
(1)称取载体，放入干燥箱中在100-115℃下干燥2-4h；
(2)称取活性组分，加入去离子水中溶解；
(3)将步骤(1)中干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵荣志，冷廷双，李璟，丁林，张秋林，
申请(专利权)人：北京北科环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11