CN104058491B

CN104058491B - 氧化铁脱硫剂及其制备方法

Info

Publication number: CN104058491B
Application number: CN201410316813.1A
Authority: CN
Inventors: 凌绍文; 刘延玲
Original assignee: Yue Yanghai Reaches Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Yue Yanghai Reaches Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2034-07-04
Also published as: CN104058491A

Abstract

本发明提供一种氧化铁脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：在50℃~75℃，将固体可溶性亚铁盐与碳酸化物水溶液混合、搅拌、混辗，反应20~30分钟，得到反应混合物；在50℃~75℃，将反应混合物与氢氧化物混合、搅拌、混辗，反应20~30分钟，得到不溶性铁盐；及将不溶性铁盐经物理真空挤压成型，干燥后得到氧化铁脱硫剂。本发明还提供一种氧化铁脱硫剂，该氧化铁脱硫剂的活性组分为三氧化二铁，三氧化二铁的含量为28%~35%。上述氧化铁脱硫剂的制备方法，工艺简单、生产周期短，且制备的氧化铁脱硫剂具有高硫容和高机械强度，节能环保。

Description

氧化铁脱硫剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及脱硫净化技术领域，特别是涉及一种高强度、高硫容节能环保型氧化铁脱硫剂及其制备方法。

背景技术

在工业生产中的很多场合都会产生硫化物。诸如，在以煤或者石油制取化工原料的生产过程中，以及普通工业生产排放的废水或者废气中。其中，在以煤或者石油制取化工原料的生产过程中，其产生的硫化氢主要是由于原料中含有较多的含硫物质，使得该含硫物质在生产过程中发生反应而释放出硫化氢，从而直接导致后续生产工段中催化剂活性物质中毒失活。此外，工业生产中排放的废水或者废气中所含有的硫化氢等硫化物，如果直接排就会严重影响环境，甚至于造成人畜中毒。

目前，研究人员为了有效地减少上述硫化物对工业生产以及环境的破坏，对于脱硫剂的研发给予了足够的重视。现有技术中的脱硫剂品种很多，多数以铁系脱硫剂、锰氧化物脱硫剂、固体碱/液体碱脱硫剂、活性炭脱硫剂或者分子筛活性金属脱硫剂为主。其中，铁系脱硫剂是较为传统的脱硫剂之一，该类型脱硫剂主要是以铁氧化物作为脱硫剂的活性组分。

但是传统的氧化铁脱硫剂的制备工艺复杂、生产周期长，且制备出的氧化铁脱硫剂的硫容普遍都较低、机械强度也较差。

发明内容

基于此，有必要针对传统的氧化铁脱硫剂的制备工艺复杂、生产周期长的问题，提供一种工艺简单、生产周期短的氧化铁脱硫剂的制备方法。

此外，还提供一种高硫容、高强度的氧化铁脱硫剂。

一种氧化铁脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：

在50℃~75℃，将固体可溶性亚铁盐与碳酸化物水溶液混合、搅拌、混辗，反应20~30分钟，得到反应混合物；

在50℃~75℃，将所述反应混合物与氢氧化物混合、搅拌、混辗，反应20~30分钟，得到不溶性铁盐；及

将所述不溶性铁盐经物理真空挤压成型，干燥后得到氧化铁脱硫剂，所述氧化铁脱硫剂的活性组分为三氧化二铁，所述三氧化二铁在所述氧化铁脱硫剂中的质量百分含量为28%~35%，其余组分为水及反应副产物。

在其中一个实施例中，所述固体可溶性亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁。

在其中一个实施例中，所述碳酸化物为碳酸氢铵。

在其中一个实施例中，所述碳酸化物水溶液中碳酸化物的质量百分含量为5%~15%。

在其中一个实施例中，所述固体可溶性亚铁盐与所述碳酸化物的质量比为1:0.2~0.4。

在其中一个实施例中，所述氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钙。

在其中一个实施例中，所述固体可溶性亚铁盐与所述氢氧化物的质量比为1:0.2~0.4。

在其中一个实施例中，所述物理真空挤压成型的压力为-0.04MPa~-0.06MPa。

在其中一个实施例中，所述干燥后得到氧化铁脱硫剂的步骤中，所述干燥的方法具体为：在-5℃~45℃自然氧化干燥。

上述氧化铁脱硫剂的制备方法，通过二次分步氧化法，即先将固体可溶性亚铁盐与碳酸化物反应得到反应混合物，再将反应混合物与氢氧化物反应，经物理真空挤压成型，干燥得到氧化铁脱硫剂，工艺简单、生产周期短。

根据上述制备方法制得的氧化铁脱硫剂，所述氧化铁脱硫剂的活性组分为三氧化二铁，所述三氧化二铁在所述氧化铁脱硫剂中的质量百分含量为28%~35%，其余组分为水及反应副产物。

上述氧化铁脱硫剂，三氧化铁的含量达28%~35%，且利用固体可溶性亚铁盐与碳酸化物反应，产生大量气泡，使反应物孔结构十分发达，产生较大的孔隙，有利于三氧化二铁充分分散于孔道结构中，提高三氧化二铁的分散度，具有较高的硫容。

此外，通过物理真空挤压成型，无需添加任何有机载体，提高了氧化铁脱硫剂的机械强度。

附图说明

图1为一实施方式的氧化铁脱硫剂的制备方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图1，一实施方式的氧化铁脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S110、在50℃~75℃，将固体可溶性亚铁盐与碳酸化物水溶液混合、搅拌、混辗，反应20~30分钟，得到反应混合物。

其中，固体可溶性亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁。碳酸化物为碳酸氢铵。

优选的，碳酸化物水溶液中碳酸化物的质量百分含量为5%~15%。

优选的，固体可溶性亚铁盐与碳酸化物的质量比为1:0.2~0.4。

可以理解，在上述混合、搅拌、混辗过程中，物料中的固体颗粒由于受到剪切、摩擦、冲击和压力等复合力的作用，被研磨、分散、混合和微粒化，有利于充分反应。

步骤S120、在50℃~75℃，将上述反应混合物与氢氧化物混合、搅拌、混辗，反应20~30分钟，得到不溶性铁盐。

其中，氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钙。

优选的，固体可溶性亚铁盐与氢氧化物的质量比为1:0.2~0.4。

S130、将上述不溶性铁盐经物理真空挤压成型，干燥后得到氧化铁脱硫剂。

其中，物理真空挤压成型的压力为-0.04MPa~-0.06MPa。优选的，物理真空挤压成型的压力为-0.05MPa。

干燥后得到氧化铁脱硫剂的步骤中，干燥的方法具体为：在-5℃~45℃自然氧化干燥。

需要说明的是，在-5℃~45℃自然氧化干燥，既经济环保，节约能源，降低成本，又保证了氧化铁脱硫剂活性成分的稳定性。

其中，上述氧化铁脱硫剂的活性组分为三氧化二铁。三氧化二铁在氧化铁脱硫剂中的质量百分含量为28%~35%，其余组分为水及反应副产物

上述氧化铁脱硫剂的制备方法，通过二次分步氧化法，即先将固体可溶性亚铁盐与碳酸化物水溶液反应得到反应混合，再将反应混合物与氢氧化物反应，经物理真空挤压成型，干燥得到氧化铁脱硫剂，工艺简单、生产周期短，且采用的原料经济、实用、安全、环保，生产过程中无废水、废气、废渣的排放，适用于大规模工业化生产。

此外，利用固体可溶性亚铁盐与碳酸化物水溶液反应产生大量的气泡，使反应物孔结构十分发达，产生较大的孔隙，有利于活性三氧化二铁充分分散于孔道结构中，提高活性三氧化二铁的分散度。

最后，通过物理真空挤压成型，无需添加任何有机载体，节约了生产成本，整体上提高了氧化铁脱硫剂的机械强度，避免了由于脱硫剂机械强度过低易碎，造成脱硫剂的粉化、堵塞等现象。

根据上述方法制备的氧化铁脱硫剂具有高硫容、高机械强度，活性组分三氧化二铁的含量达到28%~35%。

以下为具体实施例。

实施例1

在50℃，将100公斤硫酸亚铁与400公斤5%的碳酸氢铵水溶液混合、搅拌、混辗，反应20分钟，得到反应混合物。在50℃，将上述反应混合物和20公斤氢氧化钠混合、搅拌、混辗，反应20分钟，得到不溶性铁盐。将上述不溶性铁盐在-0.04MPa物理真空挤压成型，在-5℃自然氧化干燥，得到氧化铁脱硫剂。

经测试，氧化铁脱硫剂中活性组分三氧化二铁的含量为28%，首次硫容为25%，机械强度为65N/cm，累计硫容为60%，孔隙率为50%~60%，堆密度为0.70。

实施例2

在75℃，将100公斤氯化亚铁与266公斤15%的碳酸氢铵水溶液混合、搅拌、混辗，反应30分钟，得到反应混合物。在75℃，将上述反应混合物和40公斤氢氧化钙混合、搅拌、混辗，反应30分钟，得到不溶性铁盐。将上述不溶性铁盐在-0.06MPa物理真空挤压成型，在45℃自然氧化干燥，得到氧化铁脱硫剂。

经测试，氧化铁脱硫剂中活性组分三氧化二铁的含量为35%，首次硫容为26%，机械强度为65N/cm，累计硫容为60%，孔隙率为50%~60%，堆密度为0.70。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述不溶性铁盐经物理真空挤压成型，干燥后得到氧化铁脱硫剂，所述氧化铁脱硫剂的活性组分为三氧化二铁，所述三氧化二铁在所述氧化铁脱硫剂中的质量百分含量为28%~35%，其余组分为水及反应副产物；

所述固体可溶性亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁；

所述碳酸化物为碳酸氢铵；

所述碳酸化物水溶液中碳酸化物的质量百分含量为5%~15%。

2.根据权利要求1所述的氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述固体可溶性亚铁盐与所述碳酸化物的质量比为1:0.2~0.4。

3.根据权利要求1所述的氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钙。

4.根据权利要求1所述的氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述固体可溶性亚铁盐与所述氢氧化物的质量比为1:0.2~0.4。

5.根据权利要求1所述的氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述物理真空挤压成型的压力为-0.04MPa~-0.06MPa。

6.根据权利要求1所述的氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述干燥后得到氧化铁脱硫剂的步骤中，所述干燥的方法具体为：在-5℃~45℃自然氧化干燥。