专利名称：一种高硫容铁系脱硫剂的生产制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高硫容铁系脱硫剂的制造方法，特别适用于大规模工业 生产，属于脱硫剂技术领域。
背景技术：
中国专利CN101134918A公开了一种具有高硫容的可用于从气态或者 液态物料中脱除硫化氢的脱硫剂活性组分，该脱硫剂活性组分包括立方晶 系晶相Fes04、无定形Fe203、无定形Fe203'H20。该脱石克剂创造性地选择 了常用的铁氧化物脱硫剂的晶相，巧妙地利用了上述各种不同晶相的氧化 铁之间的协同作用，实现了该脱硫剂的高硫容。有关该脱硫剂的制备方法， 其包括如下步骤(1 )将固体可溶性亚铁盐与固体氢氧化物，按铁与氢氧 根的摩尔比为1:2 ~ 1:3进行混合；(2 )将步骤(1 )所得混合物料通过混捏 完成反应；(3)将步骤(2)所得反应产物在空气中晾千；(4)对步骤(3) 所得物料水洗并过滤；(5)将步骤(4)所得固体自然干燥或烘干。在上述制备方法中，需要对混合后的反应物料进行混捏，虽然该混捏 过程可以通过混捏机进行，但是受到现有技术的限制，要在混捏机内完成 大批量的反应物料之间的充分混捏反应是需要很长时间的；此外，对于经 混捏后的物料还需要将其置于空气中晾干，这个制备工序对于大规模制备 上述高硫容脱硫剂而言，对大量的混捏后的物料进行自然晾干，其需要耗 费很多的人力或机械力，特别是时间，从整体上导致制备成本增加但是效 率却极低。由于上述高硫容铁系脱硫剂的脱硫效率很高，其具有极大的潜 在市场空间。所以市场对于实现其工业化大规模生产的需求是紧迫的。但 是上述制备方法由于大批量反应物混捏完成反应需要大量时间，以及混捏后需要对大量的混捏后物料进行自然干燥也需要耗费很多的时间去完成， 生产效率很低，这点对于实现该高硫容铁系脱硫剂的工业化大规模生产有 着很大的局限性，所以急需对其制备方法进行改进，以实现上述高硫容铁 系脱^L剂的工业化大批量生产。发明内容本发明所要解决的是现有技术中高硫容铁系脱硫剂由于大批量反应物 混捏完成反应需要大量时间，以及混捏后需要对大量的混捏后物料进行自 然干燥也需要耗费很多的时间才能完成，生产效率很低，导致无法实现工业化大规模生产的问题；进而提供一种可以实现上述高疏容铁系脱硫剂大 规模高效工业化生产的制造方法。为解决上述技术问题，本发明所述的高硫容铁系脱硫剂的生产制造方 法包括如下步骤(a)将固体可溶性亚铁盐与可溶性碳酸盐置于混料反应 器中，并加入适量水，之后开启搅拌，在搅拌过程中使上述反应物料进一 步混合反应；(b)将步骤(a)得到的产物送入水洗罐中，利用溶解有氧气 的水对上述产物进行洗涤；(c)将洗涤后得到的浆料送入緩沖槽中，之后 对其进行离心分离；(d)将分离得到的固体置于空气中晾干或烘干。其中，所述固体可溶性亚铁盐为硫酸亚铁盐，可溶性碳酸盐为碳酸钠 盐。所述步骤(a)中的混料反应器为双螺杆混料反应器。所述步骤(a) 中加入水的量与固体可溶性亚铁盐以及可溶性碳酸盐的质量比为1 1.5: 5: 2 2.2;步骤(a)中混合反应的温度为35~80°C;步骤U)中混合反 应的时间为30~100min。所述步骤(b)中的水温为30~50°C,该水温优 选为30~40°C;步骤(b)中水洗罐中的水量与添加待水洗物量的质量比值 为3~5;步骤(b)中的洗涤时间为2~4h。所述步骤(c)后将离心分离 得到的固体再次经多次(b) (c)步骤后分离得到。所述步骤(d)中的烘 干温度为70~90°C。该制备工艺中，首先需要在混料反应器中对固体可溶性亚铁盐与可溶 性碳酸盐进行混合，为了提高混合的充分度，所述混料反应器优选双螺杆混料反应器；在该过程中还需要加入适量水，以共同完成反应物料的混合 反应；只所以要对加入的水量进行控制，原因有两点①加入的水量不能 够太少，水量太少的话，副产物(尤其是硫酸钠)会和反应物料反应生成 的水合氧化铁争夺其内部的水分子，从而会对生成的由立方晶系晶相 Fe304、无定形Fe2Cb和无定形Fe203'H20组成的脱碌u剂的成分产生一定程 度的影响；同时②水量也不能太大，过量的水容易使得反应物在反应过程 中生成Fe(OH)2胶体，给后续的洗涤程序带来洗涤困难；在该过程中为了 提高上述反应物料之间的反应充分度，可以选择对上述反应过程进行加温 至35 ~ 80°C。然后，要将上述混合反应制备得到的产物送入水洗罐中，利用溶解有 氧气的水对上述产物进行洗涤，优选所述水量为产物总量的3~5倍；之所 以要使用溶解有氧气的水对产物进行洗涤，其作用包括以下几点①固体 可溶性亚铁盐与可溶性碳酸盐经混合反应后得到的产物为碳酸铁和可溶性 副产物，用水进行洗涤可以将可溶性副产物溶解并通过后续步骤将其除去， 另 一方面用水进行洗涤也可以将反应物混合反应过程中掺入的机械杂质去 除；②使用溶解有氧气的水对产物进行洗涤，可以在水洗过程中实现对产 物碳酸亚铁的氧化，使其生成氢氧化铁，并进一步被氧化成具有立方晶系 晶相Fe304、无定形Fe203、无定形Fe203.H20的脱硫剂活性组分；在该步 骤中优选对洗涤水进行适度加温至30 ~ 50°C ，是为了进一步提高上述氧化 速度和氧化效率。最后，要将上述经洗涤后的浆料进行离心分离，在离心分离之前需要 对上述浆料进行静置处理，从而将浆料中的固体物质和水分层，故需要将 其送入緩冲槽中进行静置分层。将分离得到的固体置于空气中晾干或烘干， 也是为了进一步对未经氧化的亚铁产物进行氧化，从而得到稳定的本发明 所述的由包括立方晶系晶相Fe304、无定形Fe203、无定形Fe203'H20组成 的铁系脱石克剂。在上述制备工艺中，为了提高脱硫剂产物的纯度，可以对反应后的产物进行多次水洗和过滤。即在将产物经一次水洗后进行一次离心分离，之 后将经一次离心分离后的物料送入二次水洗罐中进行二次水洗并进行二次 离心分离，上述循环可以多次进行。为了有效地利用水资源，可以将N+l次收集到的洗涤水循环至下一周期生产工艺的N次洗涤中再次使用。 本发明具有如下所述的优点(1 )本发明所述的生产工艺，使用机械混合代替原铁系脱硫剂制备方 法中的混捏程序，该方法在同样能够实现反应物充分混合反应的基础上， 还大大节约了混捏所需的时间；并且其省去了对经混捏后的物料置于空气 中晾干的程序，也大大节约了劳力和时间，从整体上缩短了由立方晶系晶 相Fe304、无定形Fe203和无定形Fe203'H20组成的铁系脱硫剂的制备周期， 节约了成本，且生产效率高，能够实现大规模工业化生产；(2) 本发明所述的生产工艺，在通过充分混合完成大批量反应物之间 的充分反应后，通过利用溶解氧的水对反应产物进行洗涤，可以在洗涤脱 除反应副产物和机械杂质的同时对反应产物进行氧化，从而得到稳定晶相 的铁系脱辟^剂。(3) 本发明所述的生产工艺，可以有效地实现对洗涤水进行充分循环 利用，节约了水资源。
具体实施方式
实施例1称取35kg七水石危酸亚铁和14kg碳酸钠置于混料反应器中，并加入7L 水，开启搅拌将上述物料充分混合反应，混合反应的时间为30min,在混 合反应过程中保持其温度为35。C ,从而得到碳酸亚铁和含结晶水的硫酸钠 56kg;将上述混合反应后的产物送入添加有168kg溶解有氧的洗涤水的水 洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤时间为2h;将上述经洗涤后得到的浆 料送入緩沖槽中，进行静置分离，使固体沉降，再对上述经精制后的浆料 进行离心分离，最后将分离得到的固体置于空气中晾干即可得到高硫容铁系脱碌^齐寸20kg。 实施例2称取35kg七水硫酸亚铁和14kg碳酸钠置于混料反应器中，并加入10.5L 水，开启搅拌将上述物料充分混合反应，混合反应的时间为50min,在混 合反应过程中保持其温度为50°C,从而得到碳酸亚铁和含结晶水的硫酸钠 59.5kg;将上述混合反应后的产物送入添加有238kg溶解有氧的温度为30°C 的洗涤水的水洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤时间为3h;将上述经洗 涤后得到的浆料送入緩冲槽中，进行静置分离，使固体沉降，再对上述经 精制后的浆料进行离心分离，最后将分离得到的固体于70。C进行烘干5h 即可得到高碌u容寺失系脱辟。剂25kg。实施例3称取25kg七水硫酸亚铁和10.5kg碳酸钠置于双螺杆混料反应器中，并 加入6L水，开启搅拌将上述物料充分混合反应，混合反应的时间为100min, 在混合反应过程中保持其温度为35°C,从而得到碳酸亚铁和含结晶水的硫 酸钠41.5kg;将上述混合反应后的产物送入添加有166kg溶解有氧的温度 为35。C的洗涤水的水洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤时间为4h;将上 述经洗涤后得到的浆料送入緩冲槽中，进行静置分离，使固体沉降，再对 上述经静置后的浆料进行离心分离。将经过上述第一次离心分离后得到的物质24.9kg加入到添加有99.6kg 溶解有氧的温度为35。C的洗涤水的水洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤 时间为4h;将上述经洗涤后得到的二次浆料送入緩冲槽中，进行静置分离， 使固体沉降，再对上述经静置后的浆料进行离心分离。将经过上述第二次离心分离后得到的物质16.6kg加入到添加有66.4kg 溶解有氧的温度为35。C的洗涤水的水洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤 时间为4h;将上述经洗涤后得到的三次浆料送入缓冲槽中，进行静置分离， 使固体沉降，再对上述经静置后的浆料进行离心分离。8最后将分离得到的固体于8(TC进行烘干3h即可得到高硫容铁系脱硫 剂14.5kg。实施例4称取25kg七水硫酸亚铁和10.5kg碳酸钾置于混料反应器中，并加入 5L水，开启搅拌将上述物料充分混合反应，混合反应的时间为100min,在 混合反应过程中保持其温度为80°C，从而得到碳酸亚铁和硫酸钾40.5kg; 将上述混合反应后的产物送入添加有202.5kg溶解有氧的温度为40。C的洗 涤水的水洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤时间为4h;将上述经洗涤后 得到的浆料送入緩沖槽中，进行静置分离，使固体沉降，再对上述经静置 后的浆料进行离心分离。将经过上述第一次离心分离后得到的物质24.3kg加入到添加有97.2kg 溶解有氧的温度为40。C的洗涤水的水洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤 时间为3h;将上述经洗涤后得到的二次浆料送入緩沖槽中，进行静置分离， 使固体沉降，再对上述经静置后的浆料进行离心分离。最后将分离得到的固体于90。C进行洪干3h即可得到高硫容铁系脱硫 剂16.2kg。实施例5称取25kg七水硫酸亚铁和llkg碳酸钠置于双螺杆混料反应器中，并加 入6L水，开启搅拌将上述物料充分混合反应，混合反应的时间为50min， 在混合反应过程中保持其温度为33°C,从而得到碳酸亚铁和含结晶水的硫 酸钠42kg;将上述混合反应后的产物送入添加有168kg溶解有氧的温度为 33。C的洗涤水的水洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤时间为3h;将上述 经洗涤后得到的浆料送入緩冲槽中，进行静置分离，使固体沉降，再对上 述经静置后的浆料进行离心分离。将经过上述第一次离心分离后得到的物质25.2kg加入到添加有 100.8kg溶解有氧的温度为35。C的洗涤水的水洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤时间为3h;将上述经洗涤后得到的二次浆料送入緩冲槽中，进行 静置分离，使固体沉降，再对上述经静置后的浆料进行离心分离。
将经过上述第二次离心分离后得到的物质16.8kg加入到添加有67.2kg 溶解有氧的温度为35。C的洗涤水的水洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤 时间为3h;将上述经洗涤后得到的三次浆料送入緩冲槽中，进行静置分离， 使固体沉降，再对上述经静置后的浆料进行离心分离。
最后将分离得到的固体于80。C进行烘千3h即可得到高硫容铁系脱硫 剂14.7kg。
实施例6
称取35kg七水硫酸亚铁和15kg碳酸钠置于混料反应器中，并加入7L 水，开启搅拌将上述物料充分混合反应，混合反应的时间为30min，在混 合反应过程中保持其温度为35°C,从而得到碳酸亚铁和含结晶水的硫酸钠 57kg;将上述混合反应后的产物送入添加有171kg溶解有氧的洗涤水的水 洗罐中，对上述产物进行洗涤，洗涤时间为2h;将上述经洗涤后得到的浆 料送入緩沖槽中，进行静置分离，使固体沉降，再对上述经精制后的浆料 进行离心分离，最后将分离得到的固体置于空气中晾干即可得到高硫容铁 系脱碌b剂20kg。
在上述实施例中，所使用的七水硫酸亚铁粉末为FeS04.7H20为工业原 料；其余反应物均选用高纯原料；上述实施例中所公开的混料反应器、水 洗罐、緩冲槽为市售的任何型号可以实现本发明目的的器械。
虽然本发明已经通过具体实施方式
对其进行了详细阐述，但是，本专 业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围 的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。
权利要求
1.一种高硫容铁系脱硫剂的生产制造方法，所述铁系脱硫剂由立方晶系晶相Fe3O4、无定形Fe2O3和无定形Fe2O3·H2O组成，其包括如下步骤(a)将固体可溶性亚铁盐与可溶性碳酸盐置于混料反应器中，并加入适量水，之后开启搅拌，在搅拌过程中使上述反应物料进一步混合反应；(b)将步骤(a)得到的产物送入水洗罐中，利用溶解有氧气的水对上述产物进行洗涤；(c)将洗涤后得到的浆料送入缓冲槽中，之后对其进行离心分离；(d)将分离得到的固体置于空气中晾干或烘干。
2. 根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述固体可溶性亚铁盐为硫酸亚铁盐，可溶性碳酸盐为碳酸钠盐。
3. 根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(a)中的混料反应器为双螺杆混料反应器。
4. 根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(a)中加入水的量与固体可溶性亚铁盐以及可溶性碳酸盐的质量比为1 1.5: 5:2 2.2。
5. 根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(a)中混合反应的温度为35~80°C。
6. 根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(a)中混合反应30~ 100min。
7. 根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(b)中的水温为30~ 50。C。
8. 根据权利要求7所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(b)中的水温为30~40。C。
9. 根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(b)中水洗罐中的水量与添加待水洗物量的比值为3 ~ 5。
10. 根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(b)中的洗 涤时间为2~4h。
11. 根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，在所述步骤(C)后将 离心分离得到的固体再次经多次(b) (C)步骤后分离得到。
12. 根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述步骤(d)中的烘干温度为70~90°C。
全文摘要
本发明涉及一种高硫容铁系脱硫剂的生产制造方法，所述铁系脱硫剂由立方晶系晶相Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>、无定形Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和无定形Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·H<sub>2</sub>O组成，其包括如下步骤(a)将固体可溶性亚铁盐与可溶性碳酸盐置于混料反应器中，并加入适量水，之后开启搅拌，在搅拌过程中使上述反应物料进一步混合反应；(b)将步骤(a)得到的产物送入水洗罐中，利用溶解有氧气的水对上述产物进行洗涤；(c)将洗涤后得到的浆料送入缓冲槽中，之后对其进行离心分离；(d)将分离得到的固体置于空气中晾干或烘干。使用该工艺可以实现上述高硫容铁系脱硫剂的大批量工业化生产，效率高。
文档编号B01J20/30GK101590396SQ20081011409
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者刘存芳, 刚 赵 申请人:北京三聚环保新材料股份有限公司