專利名稱：一種高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有高強(qiáng)度、高耐水性、高硫容脫硫劑，屬于脫硫凈化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鐵系脫硫劑是使用較為普遍的脫硫劑之一，鐵系脫硫劑主要是以鐵氧化物作為脫硫劑的活性組分，所述鐵氧化物包括四氧化三鐵、三氧化二鐵以及羥基氧化鐵中的一種或者多種，在上述鐵氧化物中，羥基氧化鐵又因?yàn)榫哂休^高的脫硫活性而得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)中，中國科技文獻(xiàn)《一種高硫容氧化鐵脫硫劑活性組分的表征》(見《全國氣體凈化信息站2006年技術(shù)交流會論文集》107-111頁)中公開了一種在實(shí)驗(yàn)室制備無定形羥基氧化鐵的思路，并對所述無定形羥基氧化鐵的硫容進(jìn)行了測定，實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明，所述無定形輕基氧化鐵的硫容為56.5%。但是，上述無定形羥基氧化鐵的制備只限于實(shí)驗(yàn)室階段，上述制備得到的無定形羥基氧化鐵為粉狀，雖然硫容較高，但粉狀的無定形羥基氧化鐵并不適于工業(yè)化應(yīng)用。而在實(shí)際應(yīng)用中，脫硫劑除了要具備較高的硫容，還應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐水性能，因?yàn)閺?qiáng)度和耐水性能差的脫硫劑在使用過程中容易發(fā)生破碎或者遇到水蒸氣產(chǎn)生結(jié)塊的現(xiàn)象，從而嚴(yán)重影響其脫硫效果。為了達(dá)到具備良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐水性能，現(xiàn)有技術(shù)對無定形羥基氧化鐵的制備方法進(jìn)行了優(yōu)化，在制備時(shí)通常會加入一定量的粘結(jié)劑，如中國專利文獻(xiàn)CNlO 18981IOA公開了一種高硫容干法脫硫劑，所述脫硫劑由88_93wt%的無定形羥基氧化鐵物料和7-12wt%的有機(jī)粘結(jié)劑組成，其中，所述有機(jī)粘結(jié)劑為羧甲基纖維素鈉，田菁粉，纖維素粉中的一種或者多種。該技術(shù)通過添加甲基纖維素鈉鹽、田菁粉或者纖維素粉在一定程度上提高了所述無定形羥基氧化鐵脫硫劑的機(jī)械強(qiáng)度，但所述脫硫劑的耐水性能仍舊較差，在使用于諸如水煤氣脫硫等高水含量的場合時(shí)仍舊會出現(xiàn)破碎或者結(jié)塊的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決尚未出現(xiàn)通過添加適宜配比的粘結(jié)劑，在不降低所述脫硫劑硫容的同時(shí)，還能夠提高脫硫劑機(jī)械強(qiáng)度和耐水性能的技術(shù)的問題，本發(fā)明中對所述脫硫劑的添加劑進(jìn)行了優(yōu)化，提供一種具有聞強(qiáng)度、聞耐水性、聞硫容的輕基氧化鐵脫硫劑，同時(shí)，本發(fā)明還提供了所述脫硫劑的其制備方法。本發(fā)明中所述高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑及其制備方法的技術(shù)方案為:
所述脫硫劑由以下重量份的原料制備而成:
羥基氧化鐵，90-98份；
羧甲基纖維素鈉或者羥丙基甲基纖維素鈉， 2-4份；
淀粉， 0.2-2份。所述原料還包括2-3重量份的活性炭。所述羥基氧化鐵為94-96重量份。所述羧甲基纖維素鈉或者羥丙基甲基纖維素鈉為2-3重量份，所述淀粉為0.5-1重量份。所述羥基氧化鐵為納米紡錘形a -FeOOH或無定形羥基氧化鐵中一種或者兩種。所述的聞強(qiáng)度耐水聞硫容脫硫劑的制備方法，包括:
(1)將特定量的羧甲基纖維素鈉或者羥丙基甲基纖維素鈉加入到水中配成溶液待用；
(2)向步驟(I)所得溶液中加入特定量的羥基氧化鐵和淀粉、或者特定量的羥基氧化鐵和活性炭和淀粉進(jìn)行混合；
(3)步驟(2)中得到的混合物經(jīng)捏合、擠條、干燥后即可。所述步驟(I)中水的用量為羥基氧化鐵重量的35-50%。所述步驟(3)中的捏合時(shí)間至少為15-30分鐘。所述步驟(3)中的干燥溫度為60°C 90°C。本發(fā)明所述的脫硫劑的優(yōu)點(diǎn)在于:
(I)本發(fā)明所述的脫硫劑，通過添加適宜量的淀粉和羧甲基纖維素鈉或者羥丙基甲基纖維素鈉，這兩種物質(zhì)和羥基氧化鐵活性組分相互協(xié)同作用充分分散并緊密結(jié)合于孔道結(jié)構(gòu)內(nèi)，并對孔道內(nèi)部進(jìn)行了適量的填充，從整體上提高了脫硫劑的機(jī)械強(qiáng)度和耐水性，本發(fā)明中的脫硫劑水煮4小時(shí)不碎裂，長期水浸不散?，F(xiàn)有技術(shù)中的脫硫劑很難同時(shí)兼顧高機(jī)械強(qiáng)度、耐水性以及高硫容，而本發(fā)明的發(fā)明人通過長期的研究，選擇出了適宜的添加劑及其用量，使得所述脫硫劑在保證高機(jī)械強(qiáng)度、耐水性能的同時(shí)還能達(dá)到較高的硫容。(2)本發(fā)明還設(shè)置所述原料包括2-3重量份的活性炭，所述活性炭的添加能夠進(jìn)一步優(yōu)化所述脫硫劑的孔道結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明所述的羥基氧化鐵脫硫劑，進(jìn)一步優(yōu)選所述添加劑為羥丙基甲基纖維素鈉，2-4份；淀粉，0.5-1份；活性炭，2-3重量份。本發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，通過使用適量的羥丙基甲基纖維素鈉、淀粉與活性炭，可以達(dá)到更加優(yōu)良的使用效果。本發(fā)明的脫硫劑具有的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，所加入的添加劑都可以通過燃燒除去，在所用后的脫硫后廢劑沒有殘留，因此本發(fā)明中的羥基氧化鐵脫硫劑廢劑可用于回收生產(chǎn)硫磺和鐵紅，增加了經(jīng)濟(jì)效益。(3)本發(fā)明所述的羥基氧化鐵脫硫劑，所述羥基氧化鐵為納米紡錘形a -FeOOH或無定形羥基氧化鐵中一種或者兩種，原因在于所述納米紡錘形a -FeOOH或無定形羥基氧化鐵相較于其它晶型的羥基氧化鐵具有更好的脫硫活性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本實(shí)施例中的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑由以下重量份的原料制備而成:
納米紡錘形a -FeOOH, 90g ；
羧甲基纖維素鈉，4g;
淀粉，0.2。所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑及其制備方法的制備方法，包括:
(1)將4g羧甲基纖維素鈉加入到31.5克水中配成溶液待用；
(2)向步驟(I)所得溶液中加入90g的羥基氧化鐵、0.2g淀粉進(jìn)行混合，所述納米紡錘形α -輕基氧化鐵的粒度為80-100目； (3)步驟(2)中得到的混合物經(jīng)捏合、擠條后于80°C進(jìn)行烘干，烘干時(shí)間為3h，即得本發(fā)明所述的高硫容脫硫劑A。實(shí)施例2
本實(shí)施例中的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑由以下重量份的原料制備而成:
無定形輕基氧化鐵，98g ；
羧甲基纖維素鈉，4g;
淀粉，2g。所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑及其制備方法的制備方法，包括:
(1)將4g羧甲基纖維素鈉加入到40克水中配成溶液待用；
(2)向步驟(I)所得溶液中加入98g的羥基氧化鐵、2g淀粉進(jìn)行混合，所述無定形羥基氧化鐵的粒度為80-100目；
(3)步驟(2)中得到的混合物經(jīng)捏合、擠條后于90°C進(jìn)行烘干，烘干時(shí)間為3h，即得本發(fā)明所述的聞硫容脫硫劑B。實(shí)施例3
本實(shí)施例中的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑由以下重量份的原料制備而成:
無定形輕基氧化鐵，94g ；
羧甲基纖維素鈉，2g;
淀粉，0.5g；
活性炭，2g。所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑及其制備方法的制備方法，包括:
(1)將2g羧甲基纖維素鈉加入到47克水中配成溶液待用；
(2)向步驟(I)所得溶液中加入94g的羥基氧化鐵、0.5g淀粉和2g活性炭進(jìn)行混合，所述無定形羥基氧化鐵的粒度為80-100目；
(3)步驟(2)中得到的混合物經(jīng)捏合、擠條后于90°C進(jìn)行烘干，烘干時(shí)間為3h，即得本發(fā)明所述的聞硫容脫硫劑C。實(shí)施例4
本實(shí)施例中的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑由以下重量份的原料制備而成:
納米紡錘形α-羥基氧化鐵，95g;
羥丙基甲基纖維素鈉，2.5g;
淀粉，Ig ;
活性炭，2.5g。所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑及其制備方法的制備方法，包括:
(1)將2.5g羥丙基甲基纖維素鈉加入到40克水中配成溶液待用；
(2)向步驟(I)所得溶液中加入95g的羥基氧化鐵、Ig淀粉和2.5g活性炭進(jìn)行混合，所述納米紡錘形α-羥基氧化鐵的粒度為80-100目；
(3)步驟(2)中得到的混合物經(jīng)捏合、擠條后于90°C進(jìn)行烘干，烘干時(shí)間為3h，即得本發(fā)明所述的聞硫容脫硫劑D。實(shí)施例5
本實(shí)施例中的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑由以下重量份的原料制備而成: 納米紡錘形α-羥基氧化鐵，96g;
羧甲基纖維素鈉，3g;
淀粉，I ;
活性炭，3g。所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑及其制備方法的制備方法，包括:
(1)將3g羧甲基纖維素鈉加入到40克水中配成溶液待用；
(2)向步驟(I)所得溶液中加入96g的羥基氧化鐵、Ig淀粉和3g活性炭進(jìn)行混合，所述納米紡錘形α-羥基氧化鐵的粒度為80-100目；
(3)步驟(2)中得到的混合物經(jīng)捏合、擠條后于90°C進(jìn)行烘干，烘干時(shí)間為3h，即得本發(fā)明所述的高硫容脫硫劑E。實(shí)施例6
本實(shí)施例中的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑由以下重量份的原料制備而成:
納米紡錘形α-羥基氧化鐵，95g;
羧甲基纖維素鈉，3g;
淀粉，0.5 ；
活性炭，2g。所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑及其制備方法的制備方法，包括:
(1)將3g羧甲基纖維素鈉加入到39克水中配成溶液待用；
(2)向步驟(I)所得溶液中加入95g的羥基氧化鐵、0.5g淀粉和2g活性炭進(jìn)行混合，所述納米紡錘形α-羥基氧化鐵的粒度為80-100目；
(3)步驟(2)中得到的混合物經(jīng)捏合、擠條后于90°C進(jìn)行烘干，烘干時(shí)間為3h，即得本發(fā)明所述的高硫容脫硫劑F。對比例
1.稱取9.Sg纖維素粉溶于適量水中攪拌成糊，加入98g無定形羥基氧化鐵混合均勻，將上述混合物料放入捏合機(jī)內(nèi)，混捏20分鐘后進(jìn)行擠條成型，對上述成型物于80°C進(jìn)行烘干，烘干時(shí)間為5h，即得脫硫劑G。
2.稱取5g羧甲基纖維素鈉溶于適量水中攪拌成糊，加入95g無定形羥基氧化鐵混合均勻，將上述混合物料放入捏合機(jī)內(nèi)，混捏20分鐘后進(jìn)行擠條成型，對上述成型物于80°C進(jìn)行烘干，烘干時(shí)間為5h，即得脫硫劑H。上述對比例中的脫硫劑G、H在工藝氣體帶水較多(如煤氣中大量飽和水)情況下，會導(dǎo)致脫硫劑粉化，產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象，增加床層壓降，以致脫硫效率下降，甚至導(dǎo)致停工?；钚栽u價(jià)例
取上述實(shí)施例1至實(shí)施例6和對比例制備得到的脫硫劑A H各5g，在常溫(指環(huán)境溫度，通常為_5°C至45°C)常壓(環(huán)境壓力，通常為I大氣壓)下，用含H2S為40000ppm的標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行評價(jià)測試。其中，定性檢測，可自配1%硝酸銀溶液對出口硫進(jìn)行檢測；定量檢測，可采用國產(chǎn)WK-2C綜合微庫侖儀(江蘇電分析儀器廠生產(chǎn))進(jìn)行檢測，該儀器的最低檢測量為
0.2ppm。對于上述實(shí)施例中制備得到的脫硫劑機(jī)械強(qiáng)度的檢測通過對其測壓強(qiáng)度進(jìn)行評價(jià)來測定，其中顆粒徑向抗壓碎力平均值按HG/T2782標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行測定。檢測結(jié)果如下所示:
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑，其特征在于，所述脫硫劑由以下重量份的原料制備而成: 羥基氧化鐵，90-98份； 羧甲基纖維素鈉或者羥丙基甲基纖維素鈉， 2-4份； 淀粉， 0.2-2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑，其特征在于，所述原料還包括2-3重量份的活性炭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑，其特征在于，所述羥基氧化鐵為94_96重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑，其特征在于，所述羧甲基纖維素鈉或者羥丙基甲基纖維素鈉為2-3重量份，所述淀粉為0.5-1重量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑，其特征在于:所述羥基氧化鐵為納米紡錘形a -FeOOH或無定形羥基氧化鐵中一種或者兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的高強(qiáng)度耐水高硫容脫硫劑的制備方法，包括: (1)將特定量的羧甲基纖維素鈉或者羥丙基甲基纖維素鈉加入到水中配成溶液待用； (2)向步驟(I)所得溶液中加入特定量的羥基氧化鐵和淀粉、或者特定量的羥基氧化鐵和活性炭和淀粉進(jìn)行混合； (3)步驟(2)中得到的混合物經(jīng)捏合、擠條、干燥后即可。
7.據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中水的用量為羥基氧化鐵重量的35-50%。
8.據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中的捏合時(shí)間至少為15-30分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中的干燥溫度為60°C 90。。。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度耐水性高硫容脫硫劑，所述脫硫劑由以下重量份的原料制備而成羥基氧化鐵，90-98份；羧甲基纖維素鈉或者羥丙基甲基纖維素鈉，2-4份；淀粉，0.2-2份。本發(fā)明還在上述基礎(chǔ)上進(jìn)一步公開了上述脫硫劑的制備方法。利用該制備方法制備得到的羥基氧化鐵脫硫劑不僅具有較高的硫容，而且還具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐水性，適用脫硫范圍更加廣泛。
文檔編號C10K1/20GK103182236SQ201110446769
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者汪祥勝, 吳志強(qiáng), 劉振義, 毛文君, 高群仰 申請人:北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司