專利名稱：海綿鐵高效脫硫劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是用于脫除焦?fàn)t煤氣、油制煤氣以及化工產(chǎn)品中硫化氫氣體的脫硫劑，特別涉及的是用海綿鐵為主要材料制成用于脫除硫化氫氣體脫硫劑。
背景技術(shù)：
在煤氣發(fā)生爐、焦?fàn)t煤氣爐、油制煤氣爐及其它化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中伴隨硫化氫氣體的排出，硫化氫氣體是對人有危害對環(huán)境有污染的氣體。為在生產(chǎn)過程中排除硫化氫氣體，干法脫硫劑已有很多種。我國的干法脫硫劑是以含鐵為主要材料制成的，如轉(zhuǎn)爐赤泥、鑄鐵屑、沼鐵礦等，但是用上述材料制成的脫硫劑具有以下缺陷1.成分不穩(wěn)定。因轉(zhuǎn)爐赤泥、沼鐵礦中含鐵成分不穩(wěn)定，特別是轉(zhuǎn)爐赤泥來源于轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程中的廢料，此廢料含的雜質(zhì)多，由于煉鋼工藝不同，轉(zhuǎn)爐赤泥中鐵含量也隨之不穩(wěn)定，變化范圍大，從而造成以轉(zhuǎn)爐赤泥為原料的脫硫劑成分不穩(wěn)定；沼鐵礦，主要成分相當(dāng)于Fe2O3·3 H2O，但因夾雜不同量的砂石和有機(jī)物，所含F(xiàn)e2O3范圍較寬，從20～78％不等；又常含多量的磷酸鹽，脫硫效果得不到保證。
2.使用周期短。已有條狀脫硫劑，較致密，孔隙率低，反應(yīng)接觸面積小，從而造成硫容量小有5～10％和20～40％不等，因此，脫硫效率低，使用周期短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種利用含鐵成分穩(wěn)定、孔隙率高和吸附特性好的海綿鐵作為脫除硫化氫的高效脫硫劑。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是一種海綿鐵高效脫硫劑，其組分和含量為海綿鐵40％～50％；木屑14％～20％；消石灰1％～10％；石膏30％～40％。
本發(fā)明有益效果是(1)成分穩(wěn)定。因本發(fā)明以南非礦或巴西球團(tuán)礦為原料生產(chǎn)出帶有微孔的海綿鐵全鐵，該海綿鐵含量較高且穩(wěn)定，雜質(zhì)含量少。本發(fā)明利用海綿鐵帶有微孔狀的特性增加與硫化氫接觸面，利用海綿鐵含鐵成分穩(wěn)定，全鐵含量高達(dá)91～94％，高含鐵量的特性增加脫硫效率的穩(wěn)定性，這在工業(yè)上是一個(gè)新應(yīng)用。從而以海綿鐵為基料制得的脫硫劑成分極其穩(wěn)定，脫硫效果好，平均脫硫效率達(dá)到95％以上。
(2)使用周期長。由于海綿鐵顆粒本身具備很多微孔，所以海綿鐵高效脫硫劑的孔隙率高，與硫化氫氣體的反應(yīng)接觸面積大，而且微孔中可以吸納較多的硫，從而硫容量大于40％，因此使用周期長。
(3)再生效果好。海綿鐵高效脫硫劑可以采納間歇再生和連續(xù)再生，使硫容飽和的脫硫劑恢復(fù)脫硫能力。間歇再生過程是首先切斷原料氣，當(dāng)塔內(nèi)壓力降至下游系統(tǒng)壓力時(shí)，關(guān)閉出口閥，使再生塔與生產(chǎn)系統(tǒng)隔絕，然后打開塔頂放散閥泄壓，當(dāng)塔內(nèi)壓力降至與外界壓力平衡時(shí)，通入蒸汽置換出煤氣后，打開塔底排污閥，使空氣進(jìn)入脫硫塔，空氣中氧與Fe2S3·H2O發(fā)生反應(yīng)，使Fe2S3·H2O逐步變成Fe2O3·H2O。再生過程中應(yīng)控制塔內(nèi)溫度不高于65℃。排污閥開放時(shí)間至少兩天以上，以滿足再生需求，再生完畢，即可再次投入使用。連續(xù)再生過程是在煤氣生產(chǎn)過程中，往進(jìn)入脫硫塔的煤氣管道中通入定量空氣(根據(jù)煤氣中CO、H2含量而定)的方法，并在線檢測煤氣中氧氣和一氧化碳的含量，使脫硫劑在脫硫過程中同時(shí)進(jìn)行再生。


圖1是本發(fā)明制造工藝流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例中設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明是一種海綿鐵高效脫硫劑，其組分和含量為海綿鐵40％～50％；木屑14％～20％；消石灰1％～10％；石膏30％～40％。
本發(fā)明的海綿鐵是煉鋼使用的一種原料。它是利用從英國戴維(簡稱DAVY)公司引進(jìn)的戴維直接還原法(簡稱DRC法)煤基直接還原工藝及相關(guān)鍵設(shè)備，通過煤基直接還原回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)出來的。將南非塊礦或巴西球團(tuán)礦與褐煤及少量石灰石，加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，將該礦石或球團(tuán)礦中的氧化鐵還原成金屬鐵，成為帶微孔塊狀鐵或球團(tuán)礦，俗稱海綿鐵。
本發(fā)明的制備工藝過程如附圖1所示，其步驟如下1.破碎加氧化海綿鐵經(jīng)過破碎機(jī)破碎，加濕后在空氣中自然氧化處理，氧化到金屬鐵含量小于1％；2.篩分將氧化后的海綿鐵篩分，篩下物再氧化，篩上物再進(jìn)行破碎，如此循環(huán)，即形成三氧化二鐵含量很高的海綿鐵基料；經(jīng)過篩分和破碎循環(huán)，使海綿鐵粒度達(dá)到0.5mm左右，以利于脫硫劑生產(chǎn)時(shí)擠壓成型；3.干攪拌用圓盤攪拌機(jī)攪拌均勻，即制成海綿鐵基料；4.混合、加濕、攪拌將制成的海綿鐵基料加入消石灰、石膏和木屑進(jìn)行混合、加濕、攪拌均勻；5.擠壓成型攪拌均勻的混合料輸入擠條機(jī)擠壓成型，造塊；6.熱烘干將擠壓成型的塊放在烘箱中干燥處理，即制成海綿鐵高效脫硫劑；7.裝袋裝袋待用。
本發(fā)明“海綿鐵高效脫硫劑”的脫硫原理為在20～50℃下，氧化處理的海綿鐵與煤氣及其他化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中氣體H2S發(fā)生反應(yīng)，由于海綿鐵除含有含量穩(wěn)定的Fe2O3·H2O成分外，具有微孔量多的特性，可以增大反應(yīng)接觸面積，增大H2S吸附量，其化學(xué)反應(yīng)方程式為
在有氧存在的條件下，F(xiàn)e2S3·H2O非常不穩(wěn)定，F(xiàn)e2S3·H2O將和氧氣發(fā)生下列反應(yīng)，使脫硫劑得以再生。
本發(fā)明的木屑是由木材加工廠購得；本發(fā)明的消石灰是由煉鋼廠購得；本發(fā)明的石膏是化學(xué)用品商店購得混合型CaSO4·1/2H2O下面對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明實(shí)施例1一種海綿鐵高效脫硫劑，其組分和含量為按重量百分比取海綿鐵40％，木屑15％，消石灰10％，石膏35％。
本發(fā)明實(shí)施例的制備工藝同于上述工藝過程，在此省略說明。最后用擠壓機(jī)擠壓成條狀，尺寸為φ7×50mm，再用干燥箱進(jìn)行干燥處理即制得成品脫硫劑。
下面對本發(fā)明的使用的設(shè)備結(jié)合附圖2進(jìn)行說明把所制得的脫硫劑裝入與煤氣廠干式脫硫塔結(jié)構(gòu)相同的模擬脫硫塔中，模擬脫硫塔的煤氣出口管道11接干式脫硫塔煤氣主管道的放散閥15，在模擬脫硫塔的煤氣進(jìn)、出口管道12和11均設(shè)有取樣口13和14，頂部設(shè)有放散口2；脫硫塔上部有煤氣出口測壓閥1，其下部有放水閥5、6和煤氣入口測壓閥7；脫硫塔上部還有塔板支撐10。
其操作過程及檢測結(jié)果作如下說明在所述脫硫塔中，打開煤氣入口閥門4和煤氣出口閥門3，通入煤氣，煤氣流量每小時(shí)為3.0～3.6標(biāo)準(zhǔn)立方米(Nm3/h)，溫度20～50℃，入口壓力1000～4000毫米水柱(mmH2O)，出口壓力1000～3000毫米水柱(mmH2O)。運(yùn)行周期90天，測得平均脫硫效率95.72％。
實(shí)施例2一種海綿鐵高效脫硫劑，其組分和含量為按重量百分比取海綿鐵50％，木屑14％，消石灰6％，石膏30％。
制備本發(fā)明實(shí)施例的制備工藝同于上述工藝過程，在此省略說明。最后用擠壓機(jī)擠壓成條狀，尺寸為φ7×50mm，再用干燥箱進(jìn)行干燥處理即制得成品脫硫劑。
本發(fā)明實(shí)施例2所使用的設(shè)備同于實(shí)施例1，故在此省略說明。
其操作過程及檢測結(jié)果作如下說明把所制得的脫硫劑裝入如圖2所示脫硫塔中，打開煤氣入口閥門4和煤氣出口閥門3，通入煤氣，煤氣流量每小時(shí)為3.0～3.6標(biāo)準(zhǔn)立方米(Nm3/h)，溫度20～50℃，入口壓力1000～4000毫米水柱(mmH2O)，出口壓力1000～3000毫米水柱(mmH2O)。運(yùn)行周期90天，測得平均脫硫效率95.90％。
實(shí)施例3一種海綿鐵高效脫硫劑，其組分和含量為按重量百分比取海綿鐵45％，木屑14％，消石灰11％，石膏30％。
制備本發(fā)明實(shí)施例的制備工藝同于上述工藝過程，在此省略說明。最后用擠壓機(jī)擠壓成條狀，尺寸為φ7×50mm，再用干燥箱進(jìn)行干燥處理即制得成品脫硫劑。
本發(fā)明實(shí)施例3所使用的設(shè)備同于實(shí)施例1，故在此省略說明。
其操作過程及檢測結(jié)果作如下說明把所制得的脫硫劑裝入圖2所示脫硫塔中，打開煤氣入口閥門4和煤氣出口閥門3，通入煤氣，煤氣流量每小時(shí)為3.0～3.6標(biāo)準(zhǔn)立方米(Nm3/h)，溫度20～50℃，入口壓力1000～4000毫米水柱(mmH2O)，出口壓力1000～3000毫米水柱(mmH2O)。運(yùn)行周期90天，測得平均脫硫效率96.54％。
權(quán)利要求
1.一種海綿鐵高效脫硫劑，其組分和含量為海綿鐵40％～50％；木屑14％～20％；消石灰1％～10％；石膏30％～40％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的脫硫劑，其特征是其組分和含量最佳配比為海綿鐵45％，木屑14％，消石灰11％，石膏30％。
全文摘要
本發(fā)明是海綿鐵高效脫硫劑。本發(fā)明涉及的是用海綿鐵為主要材料制成用于脫除硫化氫氣體脫硫劑。本發(fā)明的其組分和含量為海綿鐵40％～50％；木屑14％～20％；消石灰1％～10％；石膏30％～40％。有益效果是(1)本發(fā)明海綿鐵含鐵量較高且成分穩(wěn)定，雜質(zhì)含量少脫硫效果好，平均脫硫效率達(dá)到95％以上。利用海綿鐵帶有微孔狀的特性增加與硫化氫接觸面，這在工業(yè)上是一個(gè)新應(yīng)用。(2)由于海綿鐵顆粒本身具備很多微孔，孔隙率高，與硫化氫氣體的反應(yīng)接觸面積大，而且微孔中可以吸納較多的硫，從而硫容量大于40％，因此使用周期長。(3)海綿鐵高效脫硫劑可以采納間歇再生和連續(xù)再生，再生效果好。
文檔編號(hào)C10K1/00GK1488735SQ02131130
公開日2004年4月14日 申請日期2002年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月11日
發(fā)明者王杰, 李鋼, 劉莊, 宋寶英, 王 杰 申請人:天津鋼管還原鐵廠