专利名称：高温气体脱氯剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种气体脱氯剂，具体地说，涉及一种脱除高温燃气或其他工业气体中氯化氢的组合物。
背景技术：
在化工生产中，为保证系统的正常运转或减少设备腐蚀，脱除气体中的氯化氢常是一个很重要的净化环节。正在开发的煤气化联合循环发电(IGCC)和煤气化燃料电池(MCFC)则对高温条件下脱除燃气中的氯化氢提出了更新的要求。高温气体中的氯化氢对设备的腐蚀危害性很大，甚至还影响系统的正常工作。例如，对MCFC系统，燃气中的氯化氢能与电解质形成低沸点化合物，在高温下易蒸发而造成电解质的损失，气体中含有0.0001％的氯化氢就使电池电阻增加，导致电池电压降低。因此，高温燃气的脱氯是实现IGCC和MCFC的关键技术之一。
目前，已有不少脱氯技术公开发表。如美国专利US4639259采用氧化铝为载体的碱土金属脱氯剂，碱土金属的重量含量为0.5-45％，该脱氯剂可在常温下将氯化氢降至1ppm，穿透氯容量为20％(脱氯剂所吸附氯的重量/脱氯剂重量)。美国专利US3935295所用的脱氯剂由氧化锌和碱土金属制成，在低于500℃时氯容量为10-35％。中国专利CN1064099A公开了一种使用碱金属和碱土金属为脱氯活性组分，以天然无机粘土为粘结剂的脱氯剂，在反应温度低于280℃时，气体中的氯化氢可降至0.5ppm以下。中国专利CN1079415A披露了一种使用γ-氧化铝和碱金属及碱土金属碳酸盐，能将气体中的氯化氢含量降至0.5ppm以下，穿透氯化氢吸附量可达25％的脱氯剂。中国专利CN1178133A则使用碳酸钠、碳酸钙和氧化镁为活性组分，以天然无机粘土为载体，在低于480℃、1000-3000hr-1反应空速条件下，可将气体中的氯降至0.1ppm以下，重量氯容为30％的脱氯剂。
以上脱氯剂大多采用碱金属和碱土金属的化合物为活性组分，净化度均较高，然而一般在低于500℃的条件下使用，因而在高温脱氯的工业应用受到限制。
发明内容
本发明需要解决的技术问题之一是提供一种适用于高温燃气或其他工业气体的高效脱氯剂，以克服现有技术的脱氯剂在高温下的工业应用受到限制的缺陷，并具有净化度好、氯容高和成本低的优点。
本发明需要解决的技术问题之二在于提供所述脱氯剂的制备方法。
本发明的高温脱氯剂使用天然海泡石、碱金属和碱土金属的化合物为活性组分，其中的海泡石既作为活性组分同时可作为脱氯剂载体。脱氯剂中还加入无机或有机粘结剂和扩孔剂，以有效提高活性组份的反应能力及脱氯剂的稳定性。
本发明脱氯剂的组分和重量百分比含量包括海泡石 10-65％碳酸钠 5-55％碳酸氢钠0-40％碳酸钙 10-55％氢氧化钙10-50％氧化钙 0-35％高岭土 2-15％扩孔剂 1-20％所说的海泡石为一种天然矿石，亦称为水合硅酸镁，主要成分为Mg8(H2O)4(Si6O15)2(OH)4.8H2O；所说的高岭土在本发明中作为粘结剂，其化学名称为水铝硅酸盐，主要成分AL4(OH)8(Si4O10)；所说的扩孔剂为碳酸铵或羧甲基纤维素及其混合物。
上述的脱氯剂的制备包括如下步骤原料中水不溶性固体物均经研磨过80目筛，在与水可溶性原料混匀后加入适量水挤条成型，再经干燥焙烧制成成品高温脱氯剂，焙烧温度为350～800℃，焙烧时间1～8小时。
对本发明的脱氯剂进行高温气体的脱氯试验，其结果表明，在650℃时可将高温气体中的氯化氢含量脱至0.5ppm以下，氯容达36％。
由上述公开的技术方案可见，本发明的脱氯剂在采用碱金属和碱土金属为活性组分的基础上，引入天然海泡石，既可作为脱氯活性组分又兼有脱氯剂载体的作用，有效地提高了高温脱氯剂对氯的吸附活性同时使脱氯剂的稳定性大大增加。本高温脱氯剂具有净化度好、氯容高、制备简单和成本低的特点。本高温脱氯剂可广泛应用于高温燃气和高温气体中氯化氢的脱除。
具体实施例方式
以下通过实施例对本发明具体的实施方式进行叙述，但实施例并不限制本发明的保护范围。
将所得到的脱氯剂进行脱氯试验，脱氯反应条件为气体进口氯化氢浓度1000-1500ppm、反应空速1500-2000hr-1、反应温度600℃。该脱氯剂可使出口气体的氯化氢含量降至0.5ppm以下，穿透氯容35.7％。
进出口气体中氯化氢浓度检测采用硝酸银容量法，固体脱氯剂氯容量根据煤中氯的测定方法分析。
将所得到的脱氯剂进行脱氯试验，脱氯反应条件为高温气体进口氯化氢含量为1300-1500ppm，反应空速1500-1800hr-1，脱氯反应温度650℃。当出口气体中氯化氢浓度低于0.5ppm时的穿透氯容为28.1％。
氯化氢浓度及氯容的分析检测方法同实施例1。
将所得到的脱氯剂进行脱氯试验，脱氯反应条件为高温气体进口氯化氢含量为1500-1800ppm，反应空速1000-1700hr-1，脱氯温度650℃。气体出口氯化氢浓度小于0.5ppm时，穿透氯容为36.7％。
氯化氢浓度及氯容的分析检测方法同实施例1。
脱氯反应条件为温度660℃、空速1200-2000hr-1。经脱氯吸附后气体中的氯化氢浓度由1700ppm降至0.5ppm，脱氯剂的穿透氯容为31.0％。
氯化氢浓度及氯容的分析检测方法同实施例1。
在600℃、2500hr-1脱氯反应条件下的氯容量为29.3％。高温气体中的氯化氢浓度可由2000-2300ppm降至0.5ppm以下。
氯化氢浓度及氯容的分析检测方法同实施例1。
权利要求
1.一种高温气体脱氯剂，其特征在于，该脱氯剂的组分和重量百分比含量包括海泡石 10-65％碳酸钠 5-55％碳酸氢钠0-40％碳酸钙 10-55％氢氧化钙10-50％氧化钙 0-35％高岭土 2-15％扩孔剂 1-20％；所说的扩孔剂为碳酸铵或羧甲基纤维素及其混合物。
2.如权利要求1所述的脱氯剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤原料中水不溶性固体物均经研磨后与水可溶性原料混匀，干燥焙烧制成成品高温脱氯剂。
3.如权利要求2所述的脱氯剂的制备方法，其特征在于，焙烧温度为350～800℃，焙烧时间1～8小时。
4.如权利要求2所述的脱氯剂的制备方法，其特征在于，原料中水不溶性固体物均经研磨过80目筛后与水可溶性原料混匀。
5.如权利要求2所述的脱氯剂的制备方法，其特征在于，原料中水不溶性固体物均经研磨过80目筛后与水可溶性原料混匀，后加入适量水挤条成型，焙烧温度为350～800℃，焙烧时间1～8小时。
全文摘要
本发明提供了一种高温气体脱氯剂及其制备方法。本发明的高温脱氯剂使用天然海泡石、碱金属和碱土金属的化合物为活性组分,其中的海泡石既作为活性组分同时可作为脱氯剂载体。脱氯剂中还加入无机或有机粘结剂和扩孔剂,以有效提高活性组份的反应能力及脱氯剂的稳定性。本发明的脱氯剂对高温气体进行脱氯,在650℃时可将高温气体中的氯化氢含量脱至0.5ppm以下,氯容达36%。本高温脱氯剂具有净化度好、氯容高、制备简单和成本低的特点,可广泛应用于高温燃气和高温气体中氯化氢的脱除。
文档编号B01D53/04GK1334139SQ0112638
公开日2002年2月6日 申请日期2001年7月31日 优先权日2001年7月31日
发明者高晋生, 吴幼青, 李依丽, 豆斌林 申请人:华东理工大学