專利名稱：：高硫容鐵系脫硫劑的制備方法
技術領域：
：本發(fā)明高硫容鐵系脫硫劑的制備方法，屬于煤化工及脫硫劑的制備和應用的
技術領域：
，具體來講涉及制備和氣體凈化領域。二
背景技術：
：長期以來煤炭一直是我國的主要能源，到2020年，煤炭在一次能源中的比例也不會低于60%。在我國的煤炭消費中，約80%用于直接燃燒，其中發(fā)電約占53°/。(2003年發(fā)電用煤約8.3億噸)，焦化約占27%，發(fā)電和焦化是我國最大的用煤產業(yè)。由于我國目前燃煤發(fā)電效率較低(平均為35%)，直接燃燒比例大，燃燒和其他轉化利用技術相對落后，造成了嚴重的環(huán)境污染，制約了經濟、社會、環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。目前，因燃煤排放的SO2和NOx的總量大于4000萬噸/年，C02排放量高達9億噸碳/年以上，CH4的排放量也居世界前列。隨著《京都協(xié)議書》的正式生效，要求減排和限排溫室氣體承諾的國際壓力與日俱增。因此，發(fā)展高效率、低排放的燃煤發(fā)電技術和潔凈煤利用技術已成為人們的共識和行動。針對煤既是我國的主要一次能源又是主要的污染源，而利用技術又相對落后這一現實，必須尋求新的煤炭綜合、高效、潔凈轉化途徑，在保障能源安全供應的同時，解決好環(huán)境污染問題。大規(guī)模的煤基多聯產技術是目前得到公認的一種可以同時獲得高煤炭利用效率和低污染物排放的，將煤炭的電力生產和化工利用相結合的最佳途徑。在醇醚燃料和產生電能實現原料組成和能量的合理與梯級利用中的工藝匹配脫硫凈化是其中關鍵的技術之一，從生產工藝要求和能量利用上考慮，300-500°C的中高溫脫硫技術也是制約整個過程效率高低的一個重要環(huán)節(jié)。中高溫煤氣脫硫主要是借助于可再生的單一或復合金屬氧化物與硫化氫或其它硫化物的反應完成。過去的二十多年中，已經從單一的金屬氧化物氧化鐵、氧化鋅、氧化銅、氧化鈣發(fā)展到兼顧各自優(yōu)勢的鐵酸鋅、鈦酸鋅復合氧化物，近年來也出現對具有再生硫回收特性的氧化鈰脫硫劑的研究，但普遍存在脫硫劑循環(huán)穩(wěn)定性差、易粉化、氣氛效應明顯等問題。三、
發(fā)明內容本發(fā)明高硫容鐵系脫硫劑的制備方法目的在于選擇適宜的助劑和制備工藝有效改善其循環(huán)使用中的穩(wěn)定性并公開一種可用于多聯產工藝匹配脫硫凈化用脫硫劑的技術方案。本發(fā)明一種高硫容鐵系脫硫劑的制備方法，其特征在于是一種適用于中高溫的高硫容鐵系脫硫劑的制備方法，該制備方法以活性氧化鐵經硫酸亞鐵溶液與氨水溶液在超聲震蕩下沉淀，并離心分離脫水，然后短期微波處理得到迅速分解的納米氧化鐵為主要活性組分，添加抗積炭助劑、硫化促進劑、強度增強劑、粘結劑和造孔劑即可，其中活性組分氧化鐵的含量為10-50%(Wt%)，其制備方式為采用機械混合法，各種原料粉末在30-80。C下干燥3-6h，然后混合機碾混均勻，加水捏合，制成條狀、粒狀或片狀，成型物經50-80。C隔夜烘干，再經600-90(TC焙燒2-6h，即得脫硫劑成品。上述的一種高硫容鐵系脫硫劑的制備方法，其特征在于所述的抗積炭助劑為微量的二氧化鈰和輕質氧化鎂，其中氧化鈰的加入量為3-5%，輕質氧化鎂的加入量為1-5%;所述的強度增強劑Si020-5%;所述的硫化促進劑為微量NiO,加入量為O-4%;所述的粘結劑為粘土，加入量為35-80%;所述的造孔劑為淀粉，加入量為4-8%。本發(fā)明高硫容鐵系脫硫劑的制備方法的優(yōu)點在于以價格低廉的含鐵鹽硫酸亞鐵作為活性組分的原料，并且克服了天然或半天然含鐵原材料成分波動大，成品脫硫劑性能穩(wěn)定性差的不足，經過超聲震蕩、離心分離脫水、微波加熱等手段得到納米級活性氧化鐵。脫硫劑中加入NiO作為硫化促進劑，提高脫硫劑的脫硫精度，由于含鐵脫硫劑是炭沉積反應的觸發(fā)劑，而Ni、Fe共存體系會加劇該反應，因此加入微量電子型助劑Ce02作為抗積炭助劑，又以MgO作為堿性增強劑從而達到聯合抑制積炭的目的，此外為了進一步提高脫硫劑的機械強度，添加適量的Si02作為強度增強劑，經反復實驗表明，所開發(fā)的脫硫劑具有脫硫效果好、硫容高、循環(huán)穩(wěn)定性好等綜合優(yōu)點。具體詳述如下活性組分氧化鐵的制備以1M的硫酸亞鐵溶液和25%的過量氨水溶液迅速混合，并不斷攪拌，同時超聲震蕩30—60min，使用離心分離器進行離心分離，去除上層清液，反復數次，以去除納米沉淀表面的雜質離子，然后收集沉淀，在特制微波焙燒爐中短期焙燒20—30min(控制溫度600—800。C)，即得納米級氧化鐵活性組分，研細至200目，備用。將一定量的活性組分與其它經干燥處理的添加劑(均過200目篩)按所需配比混合，經小型雙輥式混合器碾混20min，然后加入少量水捏合，并通過擠條機擠成條狀或壓片機制成粒狀或片狀，在烘箱中于50-8(TC下隔夜烘千，再經600-90(TC焙燒2h，即得脫硫劑成1=1叩o脫硫劑的活性評價在固定床石英反應器(內徑20mm)中進行，脫硫劑為03—5mm的圓柱體或(B—5mm的球形。床層反應溫度為350-450°C，空速為2000h"，反應(干基)氣體組成為H240%,CO33%,CO220%，CH42%，入口H2S濃度為2000—5000ppm，N2為平衡氣，含10%H20。以脫硫劑的脫硫效率降低到80%，認為穿透，停止實驗，用N2吹掃并升溫至60(TC后，通氧氣和水蒸氣對硫化后的脫硫劑進行再生，以達到循環(huán)使用的目的。四具體實施方式實施方式一脫硫劑組分組成納米氧化鐵15%，Ce025%，Ni03°/。，無機粘結劑粘土66%，輕質氧化鎂3%，淀粉8%.按上述配比制得05mmx35mm的圓柱狀脫硫劑(焙燒溫度為750°C，3h)，裝填20ml于上述反應管中40(TC溫度下進行五次脫硫循環(huán)結果如下(入口硫化氫濃度為3000ppm).脫硫循環(huán)次數12345脫硫劑硫容(gS/100g脫硫劑)12.511.410.710.611.9實施方式二-脫硫劑的組分為納米氧化鐵20%，Ce023%，無機粘結劑粘土65°/。，Si025%，輕質氧化鎂2%，淀粉5%。其它同實施方式一，結果如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>活性評價表明，脫硫劑經5次循環(huán)后仍然具有好的機械穩(wěn)定性和較高的硫容。實施方式三脫硫劑的組分為納米氧化鐵47%，Ni01%，Ce024M無機粘結劑粘土36%，Si023%，輕質氧化鎂4%,淀粉5%。制備方法同實施方式一，制備的脫硫劑于反應管中進行不同脫硫溫度下脫硫試驗，結果如下(入口硫化氫濃度為3000ppm)。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>最低出口H2S濃度可達lppm左右，該脫硫劑在350-45(TC的中高溫度范圍均能保持良好的脫硫活性。實施方式四脫硫劑的組分為納米氧化鐵32%，Ce025%，Ni03%，無機粘結劑粘土47%，Si024%，輕質氧化鎂4%，淀粉5%?！苽浞椒ㄍ瑢嵤┓绞揭唬苽涞拿摿騽┯诜磻苤杏?0(TC進行不同入口H2S濃度脫硫試驗，結果如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>結果表明，在入口濃度為2000-5000ppmH2S濃度下，脫硫劑均可保持較高的脫硫活性和高的硫容。權利要求1.一種高硫容鐵系脫硫劑的制備方法，其特征在于是一種適用于中高溫的高硫容鐵系脫硫劑的制備方法，該制備方法以活性氧化鐵經硫酸亞鐵溶液與氨水溶液在超聲震蕩下沉淀，并離心分離脫水，然后短期微波處理得到迅速分解的納米氧化鐵為主要活性組分，添加抗積炭助劑、硫化促進劑、強度增強劑、粘結劑和造孔劑即可，其中活性組分氧化鐵的含量為10-50％(wt％)，其制備方式為采用機械混合法，各種原料粉末在30-80℃下干燥3-6h，然后混合機碾混均勻，加水捏合，制成條狀、粒狀或片狀，成型物經50-80℃隔夜烘干，再經600-900℃焙燒2-6h，即得到適用于350-450℃溫度下煤氣或天然氣等含硫氣體中H2S脫除的脫硫劑成品。2.按照權利要求書1所述的一種高硫容鐵系脫硫劑的制備，其特征在于所述的抗積炭助劑為微量的二氧化鈰和輕質氧化鎂，其中氧化鈰的加入量為3-5%，輕質氧化鎂的加入量為1-5%;所述的強度增強劑Si020-5%;所述的硫化促進劑為微量NiO，加入量為0-4%;所述的粘結劑為粘土，加入量為35-80%;所述的造孔劑為淀粉，加入量為4-8%。全文摘要一種高硫容鐵系脫硫劑的制備方法，屬于煤化工及脫硫劑的制備和應用的
技術領域：
，具體來講涉及制備和氣體凈化領域中一種中高溫鐵系脫硫劑的制備。該脫硫劑以特殊工藝處理的納米級氧化鐵為主要活性組分，添加硫化促進劑、抗積炭助劑、強度增強劑、粘結劑等多種成分，經碾混均勻并捏合成型，并經烘干、焙燒等工藝處理，可制成條狀、粒狀或片狀。該脫硫劑具有脫硫效率高、循環(huán)穩(wěn)定性好，硫容高等特點，最低可將H₂S從入口的2000-5000ppm脫除至1ppm，適用于350-450℃溫度下煤氣或天然氣等含硫氣體中H₂S的脫除。文檔編號C21C7/064GK101126115SQ20071013952公開日2008年2月20日申請日期2007年10月1日優(yōu)先權日2007年10月1日發(fā)明者任秀蓉,常麗萍,張宗友,謝克昌,郭紅生申請人:太原理工大學