一种高强度羟基氧化铁脱硫剂及其制备方法与流程

本发明涉及脱硫净化和羟基金属氧化物，具体说是一种高强度羟基氧化铁脱硫剂及其制备方法。

背景技术：

1、羟基氧化铁是一种重要的脱硫剂，在重金属粒子吸附、有机物降解处理、固相/液相脱硫处理和煤液化等领域具有广泛的应用前景。羟基氧化铁可以进行脱硫和再生循环利用，反应过程是：羟基氧化铁中的羟基与h2s解离后的hs置换生成fessh，进行脱硫，当羟基氧化铁达到其硫容后，向其中通入氧气，使羟基氧化铁再生，而后可以循环使用。

2、目前制备羟基氧化铁的方法主要为化学溶液反应的湿法制备，由于羟基氧化铁的生成对反应条件要求严格，如溶液的ph值、温度、加料速度等均会影响产物最终的状态。反应环境的轻微调整都有可能在反应过程中形成不能再生的铁氧化合物，如四氧化三铁、三氧化二铁或者晶态羟基氧化铁，从而导致所得羟基氧化铁的脱硫性能差，再生困难。

3、无定形羟基氧化铁由于比表面积大、脱硫活性位点多、硫容低而越来越受到脱硫剂厂家的关注。但是无定形羟基氧化铁在再生过程中强度低，回收羟基氧化铁上的硫磺时在有机溶剂中容易形成絮状物，不易过滤收集，影响了羟基氧化铁脱硫剂的回收处理过程。

技术实现思路

1、为解决无定形羟基氧化铁在再生过程中强度低，回收硫磺时在有机溶剂中容易形成絮状物，不易过滤收集的问题，本发明的目的是提供一种高强度羟基氧化铁脱硫剂及其制备方法。

2、本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

3、一种高强度羟基氧化铁脱硫剂，以fe-β分子筛为核层，以羟基氧化铁为壳层，所述fe-β分子筛外侧包裹着羟基氧化铁；所述fe-β分子筛中sio2和al2o3的摩尔比为40~50:1。

4、一种高强度羟基氧化铁脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：

5、①将zsm-5分子筛、fecl3、辅助模板剂和氢氧化钠分散在去离子水中，在30~60℃下搅拌混合均匀，得到混合液，将所得混合液陈化1~3小时，得到fe-β分子筛合成浆液；

6、所述zsm-5分子筛、fecl3、辅助模板剂、氢氧化钠和去离子水的质量比为100：0.5~3：2~5：3~10：1200~1800；

7、所述辅助模板剂为二乙醇胺；

8、②将碱溶液加入到反应釜中，向其中通入氧气排除空气后，在搅拌下，将可溶性亚铁盐水溶液分3~5次加入到反应釜中反应，可溶性亚铁盐水溶液在搅拌和鼓泡氧化条件下陈化1~2小时，得到含有羟基氧化铁的悬浊液；所述鼓泡氧化条件为向其中通入含有臭氧的空气；其中臭氧与空气的体积比为0.1~0.5：100。

9、所述碱溶液为碳酸钠、碳酸氢钠或碳酸氢铵的水溶液；所述碱溶液的浓度为3~5mol/l；

10、所述可溶性亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁或硝酸亚铁；所述可溶性亚铁盐水溶液的浓度为1~2mol/l；

11、碱溶液中的碱和可溶性亚铁盐的摩尔比为3~5：1；

12、③将步骤①所得fe-β分子筛合成浆液转入高压反应釜中，在180~200℃下晶化30~50个小时，冷却至30~40℃，然后将步骤②所得含有羟基氧化铁的悬浊液转移至上述高压反应釜中，在30~40℃下继续晶化8~10小时，得到浆液，经过滤、水洗后得到羟基氧化铁脱硫剂前体；

13、④将步骤③所得羟基氧化铁脱硫剂前体在90~105℃下干燥1~2小时，350~500℃下焙烧1~3小时，得到高强度羟基氧化铁脱硫剂。

14、优选的，所述碱溶液为碳酸氢铵的水溶液；所述碱溶液的浓度为4mol/l。

15、优选的，所述可溶性亚铁盐为氯化亚铁。

16、优选的，步骤①中在陈化前，在混合液中加入fe-β分子筛作为晶种；其中混合液和fe-β分子筛的质量比为100：1~3。

17、优选的，所述fe-β分子筛为β分子筛与可溶性铁盐水溶液交换后得到的产物，交换处理的温度为50~80℃，压力为0.2~0.5mpa；所述可溶性铁盐为氯化铁或硝酸铁。

18、本发明相比现有技术具有以下优点：

19、本发明的高强度羟基氧化铁脱硫剂，以fe-β分子筛为核层，以羟基氧化铁为壳层，所述fe-β分子筛外侧包裹着羟基氧化铁；所述fe-β分子筛中sio2和al2o3的摩尔比为40~50。采用本发明的制备方法所得高强度羟基氧化铁脱硫剂强度高，穿透硫容大，比表面积大，力学强度高，并且用脱硫时常用有机溶剂长时间浸泡后不粉化，耐有机溶剂强度高，适合反复脱硫后羟基氧化铁脱硫剂的回收使用。

技术特征：

1.一种高强度羟基氧化铁脱硫剂，其特征在于：以fe-β分子筛为核层，以羟基氧化铁为壳层，所述fe-β分子筛外侧包裹着羟基氧化铁；所述fe-β分子筛中sio2和al2o3的摩尔比为40~50:1。

2.权利要求1所述的一种高强度羟基氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种高强度羟基氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于：所述碱溶液为碳酸氢铵的水溶液；所述碱溶液的浓度为4mol/l。

4.根据权利要求2所述的一种高强度羟基氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于：所述可溶性亚铁盐为氯化亚铁。

5.根据权利要求2所述的一种高强度羟基氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于：步骤①中在陈化前，在混合液中加入fe-β分子筛作为晶种；其中混合液和fe-β分子筛的质量比为100：1~3。

6.根据权利要求5所述的一种高强度羟基氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于：所述fe-β分子筛为β分子筛与可溶性铁盐水溶液交换后得到的产物，交换处理的温度为50~80℃，压力为0.2~0.5mpa；所述可溶性铁盐为氯化铁或硝酸铁。

技术总结
本发明公开了一种高强度羟基氧化铁脱硫剂及其制备方法，涉及脱硫净化和羟基金属氧化物技术领域，以Fe‑β分子筛为核层，以羟基氧化铁为壳层，所述Fe‑β分子筛外侧包裹着羟基氧化铁；所述Fe‑β分子筛中SiO<subgt;2</subgt;和Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;的摩尔比为40~50。采用本发明的制备方法所得高强度羟基氧化铁脱硫剂强度高，穿透硫容大，比表面积大，力学强度高，并且用脱硫时常用有机溶剂长时间浸泡后不粉化，耐有机溶剂强度高，适合反复脱硫后羟基氧化铁脱硫剂的回收使用。

技术研发人员：史建明,史文硕
受保护的技术使用者：明硕环境科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13