CN106215872B - 一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法 - Google Patents

一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106215872B
CN106215872B CN201610592885.8A CN201610592885A CN106215872B CN 106215872 B CN106215872 B CN 106215872B CN 201610592885 A CN201610592885 A CN 201610592885A CN 106215872 B CN106215872 B CN 106215872B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen sulfide
carbon disulfide
carbonyl sulfur
adsorbent
carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610592885.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106215872A (zh
Inventor
李凯
阮昊天
宁平
王驰
汤立红
孙鑫
宋辛
韩双
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN201610592885.8A priority Critical patent/CN106215872B/zh
Publication of CN106215872A publication Critical patent/CN106215872A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106215872B publication Critical patent/CN106215872B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/304—Hydrogen sulfide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/308—Carbonoxysulfide COS
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B01J2220/4825—Polysaccharides or cellulose materials, e.g. starch, chitin, sawdust, wood, straw, cotton

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法，属于大气污染控制技术领域。本发明对烟杆等原材料进行处理后得到生物炭吸附剂，用于同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳。本发明制备得到的吸附剂有丰富的孔隙结构，对硫化氢、羰基硫和二硫化碳有着良好的脱除效果，尤其适合于同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳混合气体，具有针对性。本发明方法简单，易操作，成本低。

Description

一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法
技术领域
本发明涉及一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法，属于大气污染控制技术领域。
背景技术
硫化氢（H2S）、羰基硫（COS）和二硫化碳（CS2）是十分常见的污染气体，通常在工业生产和使用过程中排放到大气环境，会对环境和人体造成严重的污染和危害。工业生产中微量的COS和CS2对催化剂有毒害作用，使其催化效果和使用寿命受到严重的影响。同时硫化氢（H2S），腐蚀生产设备，不仅给工业生产带来了很大的经济损失，而且增加了设备投资和产品成本。同时H2S、COS和CS2的吸入对人类身体健康存在较大的危害。现在较为常见的脱除方法分为干法和湿法。湿法是使含硫气体与吸收液逆流接触，而脱除气体中的硫化氢、羰基硫、二硫化碳的方法；干法是利用吸附剂或催化剂来吸附或者催化分解硫化氢、羰基硫、二硫化碳的方法。尽管湿法脱硫技术的工艺成熟，脱硫效率高。但是它也存在着初投资大、运行费用高以及设备容易结垢等不足。干法包括催化水解法、活性炭吸附法、炭负载金属氧化物脱硫法等方法。本方法采用活性炭吸附法，无需再负载金属催化剂，减少了化学试剂的使用。
专利申请CN201210410079.6公开的“一种常温铁系硫化氢脱除剂的制备方法”，该方法是以粘土作为载体，先使用NaOH碱化处理粘土，再按一定比例负载尿素、铁盐和铜盐，最后进行焙烧，制得负载铁氧化物和铜氧化物的粘土基催化剂。该方法制备负载型粘土基载体催化剂，需经过碱化处理、超声浸渍处理、高温焙烧处理等步骤过程相对复杂，还需使用一些硝酸铁、硝酸铜、尿素等化学试剂，且仅能处理H2S一种气体，适用面不够广泛。
发明专利CN201310396855.6公开的“一种脱除气体中硫化氢和羰基硫的方法”，该方法采用在络合铁溶液中加入杂环胺的方法来脱除硫化氢和羰基硫混合气体。该方法属于湿法脱硫，可以获得较高的脱硫效率，但是杂环胺溶液较贵无法做到较好的工业应用。
在生产生活当中，存在着大量的生物炭资源，包括椰壳、烟杆、木质、杏壳、花生壳等。在过去的研究当中，有利用生物炭资源对单一含硫气体进行进化处理，但是本专利中所用生物炭是可以同时脱除三种含硫气体。同时本方法所采用的物理活化方法，以二氧化碳和水蒸气为活化剂，减少了化学活化方法中化学药品对设备的腐蚀，制备出具有更丰富孔隙结构以及表面活性位点的生物炭。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法，具体包括以下步骤：
（1）将原材料洗净、粉碎，惰性气体保护下，在400~900℃下焙烧1~3h；
（2）将步骤（1）的产物研磨至40~60目，然后水洗4~6遍至上清液无浑浊物悬浮，在100~150℃下干燥2~5h；
（3）然后放入管式炉，通入20~50mL/(min·g)的CO2气体，600~900℃下焙烧1~3h，得到生物炭吸附剂；
（4）将步骤（3）制得的生物炭吸附剂用于同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳。
步骤（1）中原材料可以为烟杆、椰壳、木质、杏壳、花生壳中的一种。
步骤（3）中的CO2可以用水蒸气替换。
本发明的有益效果：
（1）本发明以烟杆等生物材料为原料，制作出的生物炭吸附剂有丰富的孔隙结构对硫化氢、羰基硫和二硫化碳有着良好的脱除效果；
（2）本发明制作出的生物炭吸附剂，其所具有的孔隙结构、表面官能团更适合于同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳混合气体。经二氧化碳或水蒸气活化，给生物炭表面引入大量的羟基官能团，提高生物炭的氧化性，增强生物炭脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳混合气体的能力。
附图说明
图1为实施例1中制备出的吸附剂同时脱除COS、CS2、H2S的效率；
图2为实施例2中制备出的吸附剂同时脱除COS、CS2、H2S的效率；
图3为实施例3中制备出的吸附剂同时脱除COS、CS2、H2S的效率；
图4为实施例4中制备出的吸附剂同时脱除COS、CS2、H2S的效率；
图5为对比实施例1中未经活化的烟杆活性炭同时吸附COS、CS2、H2S的效率；
图6为对比实施例2中市售活性炭同时脱除COS、CS2、H2S的效率。
图中，纵坐标CP/C0表示出口气浓度/进口气浓度。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明，但本发明保护范围并不限于如下所述内容。
实施例1
一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法，具体包括以下步骤：
（1）将烟杆洗净、切碎、烘干放入管式炉中，在氮气保护下以400℃焙烧1h；
（2）将步骤（1）的产物研磨至40目，然后水洗4遍至上清液无浑浊物悬浮，放入烘箱中在110℃下干燥5h；
（3）然后放入管式炉，通入流速为30mL/(min·g)的CO2气体，在900℃下焙烧3h，得到生物炭吸附剂；
（4）将步骤（3）制得的生物炭吸附剂用于同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳。
将本实施例制备得到的吸附剂进行活性测试，活性测试在Φ3mm×100mm的固定床石英反应器中进行；反应条件为：COS浓度500mg/Nm3、CS2浓度40mg/Nm3、H2S浓度600mg/Nm3、相对湿度49%、空速1000h-1、反应温度60℃，反应出口未检测到H2S、COS、CS2，且COS、CS2和H2S脱除率结果见图1。吸附剂对H2S可以保持240min 100%的脱除效果，对CS2可以保持120min100%的脱除效果，对COS在90min时已被穿透，且出口气浓度为进口浓度的8%。
实施例2
一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法，具体包括以下步骤：
（1）将烟杆洗净、切碎、烘干放入管式炉中，在氮气保护下以600℃焙烧2h；
（2）将步骤（1）的产物研磨至50目，然后水洗4遍至上清液无浑浊物悬浮，放入烘箱中在100℃下干燥5h；
（3）然后放入管式炉，通入流速为50mL/(min·g)的CO2气体，在600℃下焙烧1h，得到生物炭吸附剂；
（4）将步骤（3）制得的生物炭吸附剂用于同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳。
将本实施例制备得到的吸附剂进行活性测试，活性测试在Φ3mm×100mm的固定床石英反应器中进行；反应条件为：COS浓度500mg/Nm3、CS2浓度40mg/Nm3、H2S浓度600mg/Nm3、相对湿度49%、空速10000h-1、反应温度60℃，反应出口未检测到H2S、COS、CS2，且COS、CS2和H2S脱除率结果见图2。吸附剂对H2S可以保持180min 100%的脱除效果，对CS2可以保持150min 100%的脱除效果，对COS可以保持60min 100%的脱除效果。
实施例3
一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法，具体包括以下步骤：
（1）将烟杆洗净、切碎、烘干放入管式炉中，在氮气保护下以700℃焙烧3h；
（2）将步骤（1）的产物研磨至60目，然后水洗4遍至上清液无浑浊物悬浮，放入烘箱中在150℃下干燥2h；
（3）然后放入管式炉，通入流速为40mL/(min·g)的CO2气体，在700℃下焙烧3h，得到生物炭吸附剂；
（4）将步骤（3）制得的生物炭吸附剂用于同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳。
将本实施例制备得到的吸附剂进行活性测试，活性测试在Φ3mm×100mm的固定床石英反应器中进行；反应条件为：COS浓度500mg/Nm3、CS2浓度40mg/Nm3、H2S浓度600mg/Nm3、相对湿度49%、空速10000h-1、反应温度60℃，反应出口未检测到H2S、COS、CS2，且COS、 CS2和H2S脱除率结果见图3。吸附剂对H2S可以保持300min 100%的脱除效果，对CS2可以保持270min 100%的脱除效果，对COS可以保持120min 100%的脱除效果。
实施例4
一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法，具体包括以下步骤：
（1）将烟杆洗净、切碎、烘干放入管式炉中，在氮气保护下以900℃焙烧1h；
（2）将步骤（1）的产物研磨至50目，然后水洗5遍至上清液无浑浊物悬浮，放入烘箱中在140℃下干燥3h；
（3）然后放入管式炉中，通入流速为20mL/( min·g)的水蒸气，在900℃下焙烧2h，得到生物炭吸附剂；
（4）将步骤（3）制得的生物炭吸附剂用于同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳。
将本实施例制备得到的吸附剂进行活性测试，活性测试在Φ3mm×100mm的固定床石英反应器中进行；反应条件为：COS浓度500mg/Nm3、CS2浓度40mg/Nm3、H2S浓度600mg/Nm3、相对湿度49%、空速10000h-1、反应温度60℃，反应出口未检测到H2S、COS、CS2，且COS、 CS2和H2S脱除率结果见图4。吸附剂对H2S可以保持60min 100%的脱除效果，对CS2可以保持60min100%的脱除效果，对COS可以保持120min 100%的脱除效果。
对比实施例1
本实施例以未经活化的烟杆吸附剂来脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳混合气体，具体包括以下步骤：
（1）将烟杆洗净、切碎、烘干放入管式炉中，在氮气保护下以400℃焙烧1h；
（2）将步骤（1）的产物研磨至40目，然后水洗4遍至上清液无浑浊物悬浮，放入烘箱中在110℃下干燥5h即得。
将本实施例制备得到的吸附剂进行活性测试，活性测试在Φ3mm×100mm的固定床石英反应器中进行；反应条件为：COS浓度500mg/Nm3、CS2浓度40mg/Nm3、H2S浓度600mg/Nm3、相对湿度49%、空速10000h-1、反应温度60℃，COS、CS2和H2S脱除率结果见图5。吸附剂对H2S可以保持30min 100%的脱除效果，对CS2可以保持60min 100%的脱除效果，对COS在30min时已被穿透，且出口气浓度为进口浓度的21%。
对比实施例2
本实施例以市售活性炭研磨至60目来脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳混合气体。
将本实施例制备得到的吸附剂进行活性测试，活性测试在Φ3mm×100mm的固定床石英反应器中进行；反应条件为：COS浓度500mg/Nm3、CS2浓度40mg/Nm3、H2S浓度600mg/Nm3、相对湿度49%、空速10000h-1、反应温度60℃，COS、CS2和H2S脱除率结果见图6。吸附剂对H2S可以保持60min 100%的脱除效果，对CS2可以保持90min 100%的脱除效果，对COS可以保持30min 100%的脱除效果，其同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的效果低于本发明所述方法。

Claims (3)

1.一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法，具体包括以下步骤：
（1）将原材料洗净、粉碎，惰性气体保护下，在400~900℃下焙烧1~3h；
（2）将步骤（1）的产物研磨至40~60目，然后水洗4~6遍至上清液无浑浊物悬浮，在100~150℃下干燥2~5h；
（3）然后放入管式炉，通入20-50mL/(min·g)的CO2气体，600~900℃下焙烧1~3h，得到生物炭吸附剂；
（4）将步骤（3）制得的生物炭吸附剂用于同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中原材料为烟杆、椰壳、木质、杏壳、花生壳中的一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中的CO2可以用水蒸气替换。
CN201610592885.8A 2016-07-26 2016-07-26 一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法 Active CN106215872B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610592885.8A CN106215872B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610592885.8A CN106215872B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106215872A CN106215872A (zh) 2016-12-14
CN106215872B true CN106215872B (zh) 2019-02-19

Family

ID=57532882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610592885.8A Active CN106215872B (zh) 2016-07-26 2016-07-26 一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106215872B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1459414A (zh) * 2002-05-22 2003-12-03 煤炭科学研究总院北京煤化学研究所 一种制备活性炭的方法
CN103693643A (zh) * 2013-12-23 2014-04-02 湖南华银能源技术有限公司 应用于烟气脱硫的竹基活性炭
CN105107459A (zh) * 2015-08-31 2015-12-02 昆明理工大学 一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳吸附剂的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1459414A (zh) * 2002-05-22 2003-12-03 煤炭科学研究总院北京煤化学研究所 一种制备活性炭的方法
CN103693643A (zh) * 2013-12-23 2014-04-02 湖南华银能源技术有限公司 应用于烟气脱硫的竹基活性炭
CN105107459A (zh) * 2015-08-31 2015-12-02 昆明理工大学 一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳吸附剂的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Experiments on the generation of activated carbon from biomass;Elisabeth Schro¨der等;《J. Anal. Appl. Pyrolysis》;20061204;第79卷;第106–111页
核桃壳活性炭的制备及其在环境保护中的应用;余琼粉等;《化学工业与工程》;20111130;第28卷(第6期);第63-67，73页

Also Published As

Publication number Publication date
CN106215872A (zh) 2016-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102266723B (zh) 一种选择性催化还原脱硝催化剂的再生方法及装置
CN104888806B (zh) 一种失活钒钛基蜂窝状脱硝催化剂联合脱硝脱汞改性的再生方法
CN104772143B (zh) 用于脱除低浓度二硫化碳的负载型污泥基催化剂的制备方法
CN102600850B (zh) 一种同时脱除羰基硫和二硫化碳的催化剂的制备方法
CN103769085A (zh) 一种催化燃烧催化剂的制备方法
RU2013114393A (ru) Способ обработки серосодержащего газа и используемый для данных целей катализатор гидрирования
CN104772146A (zh) 一种改性生物炭基催化剂的制备方法
CN104888692B (zh) 一种同时脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢吸附剂的制备方法
CN102580525A (zh) 一种使用活性炭负载氧化铜复合催化剂吸附含氮氧化物的方法
CN102847432B (zh) 一种金属改性抗生素菌渣活性炭吸附-催化氧化二氧化硫的方法
CN106000310B (zh) 一种用于脱除no的埃洛石/炭复合吸附剂的制备方法
CN107008323B (zh) 一种用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法
CN107126955A (zh) 一种炭基低温烧结烟气脱硝催化剂及制备方法
CN107626295A (zh) 一种用于脱除hcn和cos气体的类水滑石催化剂的制备方法
CN107376939A (zh) 一种常温催化分解甲醛的活性炭催化剂的制备方法
Zhao et al. Preparation of hydrogen sulfide adsorbent derived from spent Fenton-like reagent modified biochar and its removal characteristics for hydrogen sulfide
CN107684916A (zh) 一种以碳化木为载体用于低温去除甲醛的整体催化剂及其制备方法
CN105771967A (zh) 一种金属氧化物-矾酸盐/凹凸棒土催化剂
CN110102302B (zh) 一种羰基硫净化用催化剂及其制备方法和应用
CN101791519B (zh) 活性半焦法处理含h2s酸气的应用工艺
CN104841428B (zh) 一种同时脱除一氧化氮二氧化硫汞催化剂的制备方法
CN106215872B (zh) 一种同时脱除硫化氢、羰基硫和二硫化碳的方法
CN107855121B (zh) 一种烟气脱硝用sco脱硝催化剂及其制备方法和应用
CN106563508B (zh) 一种用于脱除有机硫的铁铈基多孔催化剂的制备方法
CN107915225A (zh) 用于分解脱除饮用水中氯胺的活性炭催化剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant