专利名称：：高硫容铁系脱硫剂的制备方法
技术领域：
：本发明高硫容铁系脱硫剂的制备方法，属于煤化工及脱硫剂的制备和应用的
技术领域：
，具体来讲涉及制备和气体净化领域。二
背景技术：
：长期以来煤炭一直是我国的主要能源，到2020年，煤炭在一次能源中的比例也不会低于60%。在我国的煤炭消费中，约80%用于直接燃烧，其中发电约占53°/。(2003年发电用煤约8.3亿吨)，焦化约占27%，发电和焦化是我国最大的用煤产业。由于我国目前燃煤发电效率较低(平均为35%)，直接燃烧比例大，燃烧和其他转化利用技术相对落后，造成了严重的环境污染，制约了经济、社会、环境的协调发展。目前，因燃煤排放的SO2和NOx的总量大于4000万吨/年，C02排放量高达9亿吨碳/年以上，CH4的排放量也居世界前列。随着《京都协议书》的正式生效，要求减排和限排温室气体承诺的国际压力与日俱增。因此，发展高效率、低排放的燃煤发电技术和洁净煤利用技术已成为人们的共识和行动。针对煤既是我国的主要一次能源又是主要的污染源，而利用技术又相对落后这一现实，必须寻求新的煤炭综合、高效、洁净转化途径，在保障能源安全供应的同时，解决好环境污染问题。大规模的煤基多联产技术是目前得到公认的一种可以同时获得高煤炭利用效率和低污染物排放的，将煤炭的电力生产和化工利用相结合的最佳途径。在醇醚燃料和产生电能实现原料组成和能量的合理与梯级利用中的工艺匹配脱硫净化是其中关键的技术之一，从生产工艺要求和能量利用上考虑，300-500°C的中高温脱硫技术也是制约整个过程效率高低的一个重要环节。中高温煤气脱硫主要是借助于可再生的单一或复合金属氧化物与硫化氢或其它硫化物的反应完成。过去的二十多年中，已经从单一的金属氧化物氧化铁、氧化锌、氧化铜、氧化钙发展到兼顾各自优势的铁酸锌、钛酸锌复合氧化物，近年来也出现对具有再生硫回收特性的氧化铈脱硫剂的研究，但普遍存在脱硫剂循环稳定性差、易粉化、气氛效应明显等问题。三、
发明内容本发明高硫容铁系脱硫剂的制备方法目的在于选择适宜的助剂和制备工艺有效改善其循环使用中的稳定性并公开一种可用于多联产工艺匹配脱硫净化用脱硫剂的技术方案。本发明一种高硫容铁系脱硫剂的制备方法，其特征在于是一种适用于中高温的高硫容铁系脱硫剂的制备方法，该制备方法以活性氧化铁经硫酸亚铁溶液与氨水溶液在超声震荡下沉淀，并离心分离脱水，然后短期微波处理得到迅速分解的纳米氧化铁为主要活性组分，添加抗积炭助剂、硫化促进剂、强度增强剂、粘结剂和造孔剂即可，其中活性组分氧化铁的含量为10-50%(Wt%)，其制备方式为采用机械混合法，各种原料粉末在30-80。C下干燥3-6h，然后混合机碾混均匀，加水捏合，制成条状、粒状或片状，成型物经50-80。C隔夜烘干，再经600-90(TC焙烧2-6h，即得脱硫剂成品。上述的一种高硫容铁系脱硫剂的制备方法，其特征在于所述的抗积炭助剂为微量的二氧化铈和轻质氧化镁，其中氧化铈的加入量为3-5%，轻质氧化镁的加入量为1-5%;所述的强度增强剂Si020-5%;所述的硫化促进剂为微量NiO,加入量为O-4%;所述的粘结剂为粘土，加入量为35-80%;所述的造孔剂为淀粉，加入量为4-8%。本发明高硫容铁系脱硫剂的制备方法的优点在于以价格低廉的含铁盐硫酸亚铁作为活性组分的原料，并且克服了天然或半天然含铁原材料成分波动大，成品脱硫剂性能稳定性差的不足，经过超声震荡、离心分离脱水、微波加热等手段得到纳米级活性氧化铁。脱硫剂中加入NiO作为硫化促进剂，提高脱硫剂的脱硫精度，由于含铁脱硫剂是炭沉积反应的触发剂，而Ni、Fe共存体系会加剧该反应，因此加入微量电子型助剂Ce02作为抗积炭助剂，又以MgO作为碱性增强剂从而达到联合抑制积炭的目的，此外为了进一步提高脱硫剂的机械强度，添加适量的Si02作为强度增强剂，经反复实验表明，所开发的脱硫剂具有脱硫效果好、硫容高、循环稳定性好等综合优点。具体详述如下活性组分氧化铁的制备以1M的硫酸亚铁溶液和25%的过量氨水溶液迅速混合，并不断搅拌，同时超声震荡30—60min，使用离心分离器进行离心分离，去除上层清液，反复数次，以去除纳米沉淀表面的杂质离子，然后收集沉淀，在特制微波焙烧炉中短期焙烧20—30min(控制温度600—800。C)，即得纳米级氧化铁活性组分，研细至200目，备用。将一定量的活性组分与其它经干燥处理的添加剂(均过200目筛)按所需配比混合，经小型双辊式混合器碾混20min，然后加入少量水捏合，并通过挤条机挤成条状或压片机制成粒状或片状，在烘箱中于50-8(TC下隔夜烘千，再经600-90(TC焙烧2h，即得脱硫剂成1=1叩o脱硫剂的活性评价在固定床石英反应器(内径20mm)中进行，脱硫剂为03—5mm的圆柱体或(B—5mm的球形。床层反应温度为350-450°C，空速为2000h"，反应(干基)气体组成为H240%,CO33%,CO220%，CH42%，入口H2S浓度为2000—5000ppm，N2为平衡气，含10%H20。以脱硫剂的脱硫效率降低到80%，认为穿透，停止实验，用N2吹扫并升温至60(TC后，通氧气和水蒸气对硫化后的脱硫剂进行再生，以达到循环使用的目的。四具体实施方式实施方式一脱硫剂组分组成纳米氧化铁15%，Ce025%，Ni03°/。，无机粘结剂粘土66%，轻质氧化镁3%，淀粉8%.按上述配比制得05mmx35mm的圆柱状脱硫剂(焙烧温度为750°C，3h)，装填20ml于上述反应管中40(TC温度下进行五次脱硫循环结果如下(入口硫化氢浓度为3000ppm).脱硫循环次数12345脱硫剂硫容(gS/100g脱硫剂)12.511.410.710.611.9实施方式二-脱硫剂的组分为纳米氧化铁20%，Ce023%，无机粘结剂粘土65°/。，Si025%，轻质氧化镁2%，淀粉5%。其它同实施方式一，结果如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>活性评价表明，脱硫剂经5次循环后仍然具有好的机械稳定性和较高的硫容。实施方式三脱硫剂的组分为纳米氧化铁47%，Ni01%，Ce024M无机粘结剂粘土36%，Si023%，轻质氧化镁4%,淀粉5%。制备方法同实施方式一，制备的脱硫剂于反应管中进行不同脱硫温度下脱硫试验，结果如下(入口硫化氢浓度为3000ppm)。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>最低出口H2S浓度可达lppm左右，该脱硫剂在350-45(TC的中高温度范围均能保持良好的脱硫活性。实施方式四脱硫剂的组分为纳米氧化铁32%，Ce025%，Ni03%，无机粘结剂粘土47%，Si024%，轻质氧化镁4%，淀粉5%。—制备方法同实施方式一，制备的脱硫剂于反应管中于40(TC进行不同入口H2S浓度脱硫试验，结果如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>结果表明，在入口浓度为2000-5000ppmH2S浓度下，脱硫剂均可保持较高的脱硫活性和高的硫容。权利要求1.一种高硫容铁系脱硫剂的制备方法，其特征在于是一种适用于中高温的高硫容铁系脱硫剂的制备方法，该制备方法以活性氧化铁经硫酸亚铁溶液与氨水溶液在超声震荡下沉淀，并离心分离脱水，然后短期微波处理得到迅速分解的纳米氧化铁为主要活性组分，添加抗积炭助剂、硫化促进剂、强度增强剂、粘结剂和造孔剂即可，其中活性组分氧化铁的含量为10-50％(wt％)，其制备方式为采用机械混合法，各种原料粉末在30-80℃下干燥3-6h，然后混合机碾混均匀，加水捏合，制成条状、粒状或片状，成型物经50-80℃隔夜烘干，再经600-900℃焙烧2-6h，即得到适用于350-450℃温度下煤气或天然气等含硫气体中H2S脱除的脱硫剂成品。2.按照权利要求书1所述的一种高硫容铁系脱硫剂的制备，其特征在于所述的抗积炭助剂为微量的二氧化铈和轻质氧化镁，其中氧化铈的加入量为3-5%，轻质氧化镁的加入量为1-5%;所述的强度增强剂Si020-5%;所述的硫化促进剂为微量NiO，加入量为0-4%;所述的粘结剂为粘土，加入量为35-80%;所述的造孔剂为淀粉，加入量为4-8%。全文摘要一种高硫容铁系脱硫剂的制备方法，属于煤化工及脱硫剂的制备和应用的
技术领域：
，具体来讲涉及制备和气体净化领域中一种中高温铁系脱硫剂的制备。该脱硫剂以特殊工艺处理的纳米级氧化铁为主要活性组分，添加硫化促进剂、抗积炭助剂、强度增强剂、粘结剂等多种成分，经碾混均匀并捏合成型，并经烘干、焙烧等工艺处理，可制成条状、粒状或片状。该脱硫剂具有脱硫效率高、循环稳定性好，硫容高等特点，最低可将H<sub>2</sub>S从入口的2000-5000ppm脱除至1ppm，适用于350-450℃温度下煤气或天然气等含硫气体中H<sub>2</sub>S的脱除。文档编号C21C7/064GK101126115SQ20071013952公开日2008年2月20日申请日期2007年10月1日优先权日2007年10月1日发明者任秀蓉,常丽萍,张宗友,谢克昌,郭红生申请人:太原理工大学