一种高炉煤气脱氟脱氰净化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高炉煤气脱氟脱氰净化剂的制备方法，采用该方法制备的净化剂主要用于脱除高炉煤气中的氟和氰，能有效延缓后段水解脱硫催化剂的氟、氰中毒，该净化剂由活性组分M1，助剂组分M2及载体组分M3组成。以净化剂总重量100％计，M1组分含量为37%

【技术实现步骤摘要】
一种高炉煤气脱氟脱氰净化剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高炉煤气脱氟脱氰净化剂，还涉及该净化剂的制备方法，及其在高炉煤气中的应用。

技术介绍

[0002]高炉煤气是钢铁企业炼铁中副产的一种可燃气体。一般情况下，高炉每吨铁水副产1600~2000m3煤气，热值为3000~3500kJ/m3，具有气量大、热值低的特点。作为钢铁企业二次能源之一，高炉煤气经除尘及余压发电(TRT/BPRT)后，应用于热风炉、加热炉、烧结机、发电等工序，产生的烟气二氧化硫浓度约为100~200 mg/Nm3，高于国家烟气超低排放限值，需增加末端脱硫工序。随着国家环保政策逐步加强，钢铁行业加快推进节能减排和绿色升级，传统末端治理方式由于设备分散、运行成本高等已难以适应当前环保要求。二氧化硫的控制措施，从技术路线来说，有源头控制和燃烧后的末端治理2条路线。目前主要采用末端治理(燃烧后再处理)的方式，需要在所有高炉煤气用户的排放点设置脱硫设施。因煤气燃烧后的废烟气量大，处理设备占地面积相应增大，投资增高。特别是针对一些改造项目，现场空间不足，布置难度很大。若采取源头控制的方式，实施高炉煤气精脱硫，降低燃气中的硫含量，就可以大幅度降低末端治理的压力，甚至省掉末端治理设施。
[0003]高炉煤气精脱硫技术尚处于发展阶段，目前市场上工业化应用的普遍技术路线是预处理+水解+脱硫。目前对高炉煤气的预处理主要是脱除高炉煤气中的氯，因为氯对导致金属管道的腐蚀和后续水解催化剂的中毒，而高炉煤气中的氟和氰同样会对金属管道造成腐蚀且对水解剂造成中毒现象，减少水解剂使用寿命。目前市场上工业化应用案例中脱氯剂使用比较普遍，而脱氟脱氰则相对少见，但其危害同样不可忽视。为了进一步完善高炉气精脱硫工艺的预处理工艺，顾开发此脱氟脱氰净化剂以满足市场需求。
[0004]专利CN111732976A介绍了一种高炉煤气脱硫方法及系统，将高炉煤气进行脱氧处理，得到脱氧处理后的原料气；将脱氧处理后的原料气在水解剂的作用下进行水解处理，得到水解处理后的原料气；水解处理后的原料气经过吸附剂的吸附处理，得到脱硫后的高炉煤气。有效解决了现有高炉煤气脱硫工艺对高炉煤气直接进行水解易造成水解剂中毒，进而影响脱硫工艺进程和脱硫效果的缺陷，大大延长了水解剂的使用寿命。
[0005]专利CN104774654A介绍了一种高炉煤气脱氯剂的使用方法，其以廉价的工业用石灰石、商用碳酸钠和氢氧化钾为主要原料，优化了其配比和制备工艺，借助圆盘造球机进行造球，通过固定床反应器脱除HCl气体，以反应后高炉煤气中的HCl达到1ppm为依据评价脱氯剂的失效时间，提出了一种适用于高炉炼铁工艺及设备特点的高炉煤气脱氯剂的使用方法。
[0006]专利CN110484307A介绍了一种高炉煤气脱氯、脱硫系统及工艺，包括高炉煤气脱氯塔和高炉煤气脱硫系统，高炉煤气经重力除尘器、干法布袋除尘器后输送到高炉煤气脱氯塔中，经脱氯塔脱氯后的高炉煤气经TRT或调压阀组，进入高炉煤气脱硫系统，脱硫系统中的催化塔对高炉煤气中的COS进行催化，使COS转化为H2S；经催化塔处理后的高炉煤气，
输送至高炉煤气脱硫系统的脱硫塔，高炉煤气脱硫塔对高炉煤气中的H2S进行脱硫处理；处理后的高炉煤气经煤气管网传输至厂区高炉煤气总管中供各个用户使用。本专利技术集高炉煤气脱氯、脱氯处理工艺，可有效解决高炉煤气燃烧后烟气SO2超标问题，另外经脱氯的高炉煤气大大延缓了TRT叶片的腐蚀及高炉煤气管道腐蚀。
[0007]专利CN105540917A介绍了一种高炉煤气洗涤水的脱氰方法，对高炉煤气洗涤水中的氰化物和悬浮物进行了同时处理，使废水中的氰化物进行絮凝富集并烧结配矿，解决高炉煤气洗涤水中氰化物如何富集问题以及富集后的去向问题。
[0008]综上所述，可以看出目前高炉气脱硫脱硫装置的预处理一般都是进行氧、氯的脱除，对于氰的脱除只有一篇专利提到高炉煤气洗涤水的脱氰方法，但没有高炉煤气气体中脱氰的方法，而对高炉煤气中氟的脱除则目前没有相关研究。目前对于高炉煤气脱硫装置预处理中的脱氟脱氰的研究依然比较少。

技术实现思路

[0009]为克服现有技术中的不足之处，本专利技术提供了一种高炉煤气脱氟脱氰净化剂及其制备方法和应用。
[0010]本专利技术所提供的净化剂由活性组分M1，助剂组分M2及载体组分M3组成，用于高炉煤气中的氟和硫。以净化剂总重量100％计，M1组分含量为37%
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54%，M2组分含量为4%
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6%，余量为M3组分。M1组分含有Fe、Mn、Cu、Al，M2组分含有Tm、K，M3组分为无定型硅铝
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MgAl2O4复合氧化物。以M1组分总重量100％计,M1组分中FeO含量为47%
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72%，MnO2含量为11%
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15%，CuO含量为6%
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9%，余量为Al2O3,以M2组分总重量100％计,M2组分中Tm2O3含量为27%
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48%，K2O含量为52%
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73%，以M3组分总重量100％计，无定型硅铝含量为74%
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88%，,MgAl2O4含量为12
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26%。
[0011]本专利技术还提供了该高炉煤气脱氟脱氰净化剂的制备方法，其具体过程如下：(1)将Fe、Cu和Al的可溶性盐加入水中配制成溶液Ⅰ，将沉淀剂缓慢加入溶液Ⅰ中，控制反应温度50
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80℃，体系pH为9
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10,沉淀完成后继续恒温搅拌3
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5h，得到的浆液待用；(2)将Mn的可溶性盐溶于水，加入表面活性剂配制成溶液Ⅱ，搅拌加热至50
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80℃，然后将步骤(1)得到的浆液加入溶液Ⅱ中，在80
‑
120℃下回流反应3
‑
5h，将得到的产物过滤，洗涤，干燥得到组分M1的前驱物；(3)将偏铝酸钾溶液、硅酸钾溶液与硫酸铝溶液并流加入到反应容器中，保持反应温度为20
‑
50℃，体系pH值为6.5
‑
9.5，反应0.5
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2.5h，随后加热至60
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90℃，老化0.5
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3h得到无定型硅铝浆液，再向上述浆液中加入MgAl2O4搅拌均匀，将得到的产物过滤，洗涤，干燥得到组分M3的前驱物；(4)将K和Tm的可溶性盐溶于水，得到组分M2的溶液，再将M1的前驱物和组分M3的前驱物混合均匀，然后加入M2的溶液，田菁粉、硝酸水溶液挤条成型，经干燥、焙烧成型，得到一种高炉煤气脱氟脱氰净化剂。
[0012]上述净化剂的制备方法中，所用Fe盐选自硝酸铁、氯化铁中的一种，所用Mn盐选自七锰酸铵、四锰酸铵中的一种，所用Cu盐选自硝酸铜、氯化铜中的一种，所用铝盐选自硝酸铝、硫酸铝中的一种，所用Tm盐为硝酸钐，所用钾盐选自硝酸钾、硫酸钾中的一种，所用沉淀剂选自氢氧化钾、氨水中的一种，所用表面活性剂选自十二烷基磺酸钾、十二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高炉煤气脱氟脱氰净化剂的制备方法，其特征在于：所述的净化剂由活性组分M1、助剂组分M2及载体组分M3组成，用于脱除高炉煤气中的氟和氰；以净化剂总重量100％计，M1组分含量为37%
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54%，M2组分含量为4%
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6%，余量为M3组分；M1组分含有Fe、Mn、Cu、Al，M2组分含有Tm、K，M3组分为无定型硅铝
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MgAl2O4复合氧化物；所述的净化剂制备方法包括以下步骤：(1)将Fe、Cu和Al的可溶性盐加入水中配制成溶液Ⅰ，将沉淀剂缓慢加入溶液Ⅰ中，控制反应温度50
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80℃，体系pH为9
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10，沉淀完成后继续恒温搅拌3
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5h，得到的浆液待用；(2)将Mn的可溶性盐溶于水，加入表面活性剂配制成溶液Ⅱ，搅拌加热至50
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80℃，然后将步骤(1)得到的浆液加入溶液Ⅱ中，在80
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120℃下回流反应3
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5h，将得到的产物过滤，洗涤，干燥得到组分M1的前驱物；(3)将偏铝酸钾溶液、硅酸钾溶液与硫酸铝溶液并流加入到反应容器中，保持反应温度为20
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50℃，体系pH值为6.5
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9.5，反应0.5
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2.5 h，随后加热至60
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90℃，老化0.5
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3h得到无定型硅铝浆液，再向上述浆液中加入MgAl2O4搅拌均匀，将得到的产物过滤，洗涤，干燥得到组分M3的前驱物；(4)将K和Tm的可溶性盐溶于水，得到组分M2的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑜，金建涛，张先茂，王国兴，王泽，彭渺，王天元，田曼，周正，王骥飞，王海洋，陈凯，
申请(专利权)人：武汉科林化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：