CN108531224A - 一种高炉煤气脱氯剂、脱氯剂的制备方法及脱氯方法 - Google Patents

一种高炉煤气脱氯剂、脱氯剂的制备方法及脱氯方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108531224A
CN108531224A CN201810354193.9A CN201810354193A CN108531224A CN 108531224 A CN108531224 A CN 108531224A CN 201810354193 A CN201810354193 A CN 201810354193A CN 108531224 A CN108531224 A CN 108531224A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antichlor
calcium carbonate
blast furnace
furnace gas
hydrogen chloride
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.)
Pending
Application number
CN201810354193.9A
Other languages
English (en)
Inventor
梁曙光
郭迎秋
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.)
Beijing Peking University Pioneer Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Peking University Pioneer Technology Co Ltd
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 Beijing Peking University Pioneer Technology Co Ltd filed Critical Beijing Peking University Pioneer Technology Co Ltd
Priority to CN201810354193.9A priority Critical patent/CN108531224A/zh
Publication of CN108531224A publication Critical patent/CN108531224A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/20—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by treating with solids; Regenerating spent purifying masses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/20—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by treating with solids; Regenerating spent purifying masses
    • C10K1/26—Regeneration of the purifying material contains also apparatus for the regeneration of the purifying material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/32—Purifying combustible gases containing carbon monoxide with selectively adsorptive solids, e.g. active carbon

Landscapes

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

Abstract

本发明公布了一种高炉煤气脱氯剂、制备方法及脱氯方法，高炉煤气脱氯剂的活性组分为碳酸钙，将碳酸钙、粘合剂和水一起捏合，然后挤条，在自然环境下养生过夜，再在较高温度下进行干燥而制成；强度在80N/cm以上；单次使用后可进行水洗，然后进行多次脱氯，水洗后强度在50N/cm以上；活性组分碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为28.2～90％；活性组分碳酸钙可以为颗粒度为1250～1500目的重质碳酸钙、1250～1500目的轻质碳酸钙、纳米级共沉淀法制备的碳酸钙、纳米级固相反应法制备的碳酸钙。进行脱氯时，在脱氯反应器首先接触气源的下端装填20～25粒5mm左右长度的原颗粒脱氯剂，上面装填20～40目造粒脱氯剂3～5ml。本发明制备工艺简单，成本低廉，性能优良。

Description

一种高炉煤气脱氯剂、脱氯剂的制备方法及脱氯方法
技术领域
本发明涉及一种脱氯剂的制备方法，具体涉及一种高炉煤气脱氯剂、制备方法及脱氯方法。
背景技术
随着钢铁企业的不断发展，高炉冶炼强度、降低高炉冶炼成本技术的广泛应用，如高炉富氧喷煤技术、烧结矿喷洒CaC12溶液技术等，导致高炉煤气中酸性气体(如SO2、SO3、H2S、HC1等)含量越来越高。但干法除尘工艺无法将高炉煤气中所含的氯化氢(HCl)等酸性气体有效脱除，导致酸性气体几乎全部保留在煤气当中。
当煤气离开高炉后温度逐渐降低，进入布袋除尘器时温度降至150度左右，绝大部分的NH4Cl、KCl、NaCl、CaCl2从煤气中析出成盐，被布袋去除；但氯化氢(HCl)气体会随着净煤气流向下游，造成热风炉蓄热室格子砖的侵蚀、TRT(Blast Furnace Top Gas RecoveryTurbine Unit，以下简称TRT，高炉煤气余压透平发电装置)叶片的腐蚀和积盐、煤气管道系统的腐蚀等危害。
目前，国内外针对煤气脱氯的工艺主要分为湿法脱氯和干法脱氯。其中湿法脱氯工艺采用注水、缓蚀剂、碱性中和剂等直接脱除煤气中的无机氯，但这会抵消干式除尘技术的部分效益；干法脱氯工艺则是利用固体脱氯剂与煤气中的氯化氢进行化学反应，使气体形态的氯固定在脱氯剂上，从而达到脱除目的。
在干法布袋除尘后，TRT前，设置装填脱氯剂的脱氯塔，采用干法脱氯的方式，如图1所示，不喷水，不降温，无废液处置问题，最大限度保留干法除尘带来的节能环保效益，还能一次性解决包括TRT在内的所有设备及管网的腐蚀或积盐问题，从TRT发电、热风炉节焦和运行费用三个方面综合比较，脱氯剂氯容按20％计，若脱氯剂的市场价为1.2万/吨，氯含量<90mg/m3时干法优于湿法，氯含量>90mg/m3时，湿法优于干法；若脱氯剂的市场价为0.8万/吨，氯含量<200mg/m3时干法都会优于湿法。
20世纪70年代南化集团研究院曾研制出T401型脱氯剂，主要用于脱除液化石油气中的氯，在400℃下可将氯脱除至0.5ppm以下。80年代以来，西北化工研究院先后开发出T402、T403、T404、T406、T407、T408、T409型系列脱氯剂，以适应不同原料及工艺气氛的要求。南化公司催化剂厂、南京化工大学等也相继开发出其它一些型号的脱氯剂(如NC-1、NC2301、NC2303等)。国外脱氯剂的开发和应用早于国内，目前国外脱氯剂牌号很多，主要有英国ICI、德国BASF、美国UCI等公司的产品。
但是，这些现有的脱氯剂原料成本高，制备工艺复杂，使用工艺条件苛刻，适用于合成氨、丁辛醇、制氢、炼厂重整、混合二甲苯、液相丙烯、垃圾焚烧、IGCC、MCFC等应用领域。
与上述应用领域相比，高炉炉顶煤气存在煤气量大，煤气温度较低，CO2和水蒸气以及炉尘含量都比较高的特点，现有的常规脱氯剂不能在脱氯效果和经济性两方面同时满足高炉炉顶煤气脱氯，针对高炉炉顶煤气脱氯，目前尚缺少成本低廉，性能优良的脱氯剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低廉，性能优良的高炉煤气脱氯剂及其制备方法、脱氯方法，用以解决目前存在的脱氯剂制备工艺复杂、价格偏高、不合适应用在高炉煤气脱氯领域的问题。
本发明的原理是：脱氯剂脱除氯化氢的反应实质是气固酸碱中和反应，氯化氢是强酸性气体，碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物及其盐类与其具有很强的亲合力，因此，脱氯剂的活性组分主要有碱金属型和碱土金属型。目前比较成熟的脱氯剂有钠基脱氯剂、钙基脱氯剂、铁基脱氯剂等，由于钙基脱氯剂(如碳酸钙CaCO3、Ca(OH)2、CaO)来源广，成本低，且具有一定的脱氯能力，因此，利用钙基吸收脱氯剂脱除氯化氢是一种经济、有效的污染控制方法。因为高炉煤气中含有大量CO2，会与Ca(OH)2、CaO反应生成CaCO3，CaCO3的摩尔体积大于CaCl2，一定程度上会堵塞脱氯剂中微孔，使脱氯效果降低。而碳酸钙CaCO3不溶于水，可进行水洗，洗去反应后生成的CaCl2后，余下CaCO3再用于进行脱氯反应，因此，由CaCO3制备的脱氯剂可以水洗后反复使用，从而提高使用效率，增加氯容(氯容是脱氯剂吸收氯化氢的质量与脱氯剂质量的比例)。但是也不是无限次的使用，氯容和碳酸钙在脱氯剂中的含量的关系为：X＝73C/100(X为氯容，C为碳酸钙的含量，73为氯化氢的分子量，100为碳酸钙的分子量)，所以本发明选择碳酸钙(CaCO3)作为活性组分，此脱氯剂可以满足不同氯化氢含量的气源，如果气源中氯化氢含量比较少，可以少洗或者不洗，若气源中氯化氢含量高，可以多洗几遍，提高使用效率。
本发明提供的技术方案是：
一种高炉煤气脱氯剂，是一种钙基脱氯剂；以碳酸钙(CaCO3)作为活性组分，将碳酸钙、粘合剂和一定量的水一起捏合，然后挤条，在自然环境下养生过夜，再在较高温度下进行干燥而制成；所述高炉煤气脱氯剂的强度在80N/cm以上；在使用过程中，所述高炉煤气脱氯剂在单次使用后可进行水洗，然后进行多次脱氯，使用后的高炉煤气脱氯剂强度在50N/cm以上。此脱氯剂可以满足不同氯化氢含量的气源，如果气源中氯化氢含量比较少，可以少洗或者不洗，若气源中氯化氢含量高，可以多洗几遍，提高使用效率。所述在较高温度下进行干燥具体是在温度120℃下干燥3～12小时；所述粘合剂采用遇水后体积不会胀大的粘土矿物；碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为28.2～90％；所述活性组分碳酸钙可以为颗粒度为1250～1500目的重质碳酸钙、1250～1500目的轻质碳酸钙、纳米级共沉淀法制备的碳酸钙、纳米级固相反应法制备的碳酸钙。
重质碳酸钙，简称重钙，是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙。轻质碳酸钙是用化学加工方法制得的。由于它的沉降体积(2.4-2.8mL/g)比用机械方法生产的重质碳酸钙沉降体积(1.1-1.9mL/g)大，因此被称为轻质碳酸钙。共沉淀法制备的碳酸钙，是将2mol/L的氯化钙和2mol/L的碳酸钠以相同的速度并流进底液中，快速搅拌，PH值保持在10左右，滴定40分钟左右结束，过滤，干燥，制成碳酸钙。固相反应法制备的碳酸钙，是将取草酸与氢氧化钙摩尔比为1:1～1.5:1的量放入捏合机中，在40～80℃混合研磨1～5小时直至出现蓬松块状物质，120℃下干燥2小时，在400℃下焙烧2小时，制成碳酸钙。
上述混合研磨工具除捏合机外，还可使用球磨机、粉碎机等能让混合物料充分接触的机器。
本发明的脱氯剂以碳酸钙(CaCO3)作为活性组分，碳酸钙有多种来源，特别是可以用固相反应法制备的碳酸钙来制备脱氯剂。本发明由CaCO3制备的脱氯剂可以水洗后反复使用，增加氯容。氯容和碳酸钙在脱氯剂中的含量的关系为：X＝73C/100(X为氯容，C为碳酸钙的含量，73为氯化氢的分子量，100为碳酸钙的分子量)。本发明脱氯剂可以满足不同氯化氢含量的气源，如果气源中氯化氢含量比较少，可以少洗或者不洗，若气源中氯化氢含量高，可以多洗几遍，提高使用效率。
本发明的脱氯剂的具体制备方法如下：
1)首先获得活性组分碳酸钙；活性组分碳酸钙可以为颗粒度为1250～1500目的重质碳酸钙、1250～1500目的轻质碳酸钙、纳米级共沉淀法制备的碳酸钙、纳米级固相反应法制备的碳酸钙；
2)将活性组分碳酸钙、粘合剂分别加入捏合机，再加入一定量的水，加入水量视原料吸水性，加水量与粉体的比例可以为0.5:1～1:1，充分捏合；
3)然后挤条，在自然环境下养生过夜；
4)120℃下干燥3～12小时，制成脱氯剂成品。
碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为28.2～90％。
所述粘合剂为洋甘土、凹凸棒土、硅藻土等遇水后体积不会胀大的粘土矿物。
所述挤条，根据要求，用不同形状的模具挤成不同形状，比如圆柱形、三叶草形、拉西环形、齿轮形等。
所述脱氯剂的强度都在80N/cm以上。因为使用过程中要对脱氯剂进行水洗，要求水洗后强度也能到50N/cm以上。具体实施时，本发明采用大连设备诊断器厂的ZQJ-II智能颗粒强度试验机对脱氯剂强度进行测试。
使用本发明提供的脱氯剂进行脱氯的方法(评价脱氯的方法)如下：
由于做原粒度试验耗气量太大，无法检测脱氯剂使用后的强度，在反应器首先接触气源的下端装填20～25粒5mm左右长度的原颗粒脱氯剂，上面装填20～40目造粒脱氯剂5ml，这样既节省了气量，又能得到用于检测强度的原颗粒脱氯剂样品。其中，20～40目造粒脱氯剂是将制备的脱氯剂成品破碎成20～40目大小。氯化氢和氮气的混合气中氯化氢含量为1000～20000mg/Nm3。
表1评价实验条件
脱氯评价的工艺流程具体如下：
1)通入500ml/min N2(升温时的流量)，10g/Nm3水蒸气，缓慢升温至110℃；
2)根据上述实验条件，常压下，空速4000h-1，通入原料气(表1中的原料CO2、N2、N2+HCl、H2O)，包括：总气量333.3ml/min、CO273.3ml/min、N2243.6ml/min、N2+HCl 17ml/min(氯化氢和氮气的混合气中氯化氢含量为1000～20000mg/Nm3)，开始计时；
3)采用氯化氢检测管检测出口气中氯化氢的含量，当出口氯化氢含量在10mg/Nm3时为穿透点，停止通原料气，记录穿透所需要的时间；
4)经过计算，单次氯容如果不到公式X＝73C/100理论计算的氯容量，可以用蒸馏水以5-10ml/min的速度洗脱氯剂中钙离子和氯离子，水从反应管下进上出，清洗一段时间(用时约60分钟)，清洗后用氮气吹扫干燥，氮气从脱氯反应管上进下出，干燥温度为110℃；上述操作把脱氯剂中吸附的氯化氢洗掉，然后进行下一轮脱氯实验。
脱氯剂的穿透时间越长，氯容越高，则评价脱氯剂越好，其中，氯容＝穿透时间*氯化氢和氮气的混合气的流量*氯化氢和氮气的混合气中氯化氢的含量/脱氯剂的质量*1000。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明是以碳酸钙(CaCO3)作为活性组分，活性组分碳酸钙可有多种来源，包括颗粒度为1250～1500目的重质碳酸钙、1250～1500目的轻质碳酸钙、纳米级共沉淀法制备的碳酸钙、纳米级固相反应法制备的碳酸钙。特别地，采用固相反应法制备的碳酸钙作为活性组分制成的脱氯剂可以满足不同氯化氢含量的气源，如果气源中氯化氢含量比较少，可以少洗或者不洗脱氯剂，若气源中氯化氢含量高，可以多洗几遍脱氯剂，提高脱氯剂的使用效率。
具体地，本发明具有如下技术优势：
(一)脱氯剂的活性组分是碳酸钙，利用碳酸钙不溶于水的特点，可以水洗后反复使用，从而提高使用效率，增加氯容。但是也不是无限次的使用，氯容和碳酸钙在脱氯剂中的含量的关系为：X＝73C/100(X为氯容，C为碳酸钙的含量，73为氯化氢的分子量，100为碳酸钙的分子量)，此脱氯剂可以满足不同氯化氢含量的气源，如果气源中氯化氢含量比较少，可以少洗或者不洗，气源中氯化氢含量高，可以多洗几遍。
(二)碳酸钙为颗粒度为1250～1500目的重质碳酸钙、1250～1500目的轻质碳酸钙、纳米级共沉淀法制备的碳酸钙、纳米级固相反应法制备的碳酸钙。
(三)纳米级固相反应法制备的碳酸钙，取草酸与氢氧化钙摩尔比为1:1～1.5:1的量放入捏合机中，在40～80℃混合研磨1～5小时直至出现蓬松块状物质，120℃下干燥2小时，在400℃下焙烧2小时，制成碳酸钙。上述混合研磨还包括采用球磨机、粉碎机等使得混合物料充分接触。
(四)脱氯剂的具体制备具体是将碳酸钙、粘合剂分别加入捏合机，再加入一定量的水，充分捏合，加入水量视原料吸水性而定，然后挤条，在自然环境下养生过夜，120℃下干燥3～12小时，制成脱氯剂成品。粘合剂为洋甘土、凹凸棒土、硅藻土等遇水后体积不会胀大的粘土矿物。碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为28.2～90％，可根据脱氯剂的强度调整所占比例。挤条可根据要求用不同形状的模具挤成不同形状，如圆柱形、三叶草形、拉西环形、齿轮形等。制备得到的脱氯剂的强度都在80N/cm以上。因为使用过程中要对脱氯剂进行水洗，要求水洗后强度也能到50N/cm以上。
(五)采用本发明脱氯剂进行脱氯及脱氯评价，首先在反应器首先接触气源的下端装填20粒5mm左右长度的原颗粒脱氯剂，上面装填20～40目造粒脱氯剂3～5ml，这样既节省了气量，又能得到用于检测强度的原颗粒样品。此外，用蒸馏水以5-10ml/min的速度洗脱氯剂中钙离子和氯离子，水从反应管下进上出，清洗一段时间(用时60分钟)，清洗后用氮气吹扫干燥，氮气从反应管上进下出，干燥温度为110℃。
附图说明
图1为现有干法脱氯的设备及工艺流程图；
其中，1—高炉；2—粗除尘器；3—干法布袋除尘器；4—干式除酸吸附塔；5—发电装置；6—减压阀组；7—低压净煤气管网。
图2为采用本发明提供的脱氯剂进行脱氯及评价的装置的结构图；
其中，8—氮气流量计；9—二氧化碳流量计；10—氮气(混有氯化氢))流量计；11—储液罐；12—混合罐；13—露点仪；14—反应器。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例进一步描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。
本发明提供一种高炉煤气脱氯剂及其制备方法、脱氯方法，成本低廉，性能优良，适用于高炉煤气脱氯领域。
本发明提供的高炉煤气脱氯剂是一种钙基脱氯剂；以碳酸钙(CaCO3)作为活性组分，将碳酸钙、粘合剂和一定量的水一起捏合，然后挤条，在自然环境下养生过夜，再在较高温度下进行干燥而制成；所述高炉煤气脱氯剂的强度在80N/cm以上；所述高炉煤气脱氯剂在使用过程中可进行水洗，水洗后的高炉煤气脱氯剂强度在50N/cm以上。所述在较高温度下进行干燥具体是在温度120℃下干燥3～12小时；所述粘合剂采用遇水后体积不会胀大的粘土矿物；碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为28.2～90％；所述活性组分碳酸钙可以为颗粒度为1250～1500目的重质碳酸钙、1250～1500目的轻质碳酸钙、纳米级共沉淀法制备的碳酸钙、纳米级固相反应法制备的碳酸钙。
重质碳酸钙，简称重钙，是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙。轻质碳酸钙是用化学加工方法制得的。由于它的沉降体积(2.4-2.8mL/g)比用机械方法生产的重质碳酸钙沉降体积(1.1-1.9mL/g)大，因此被称为轻质碳酸钙。共沉淀法制备的碳酸钙，是将2mol/L的氯化钙和2mol/L的碳酸钠以相同的速度并流进底液中，快速搅拌，PH值保持在10左右，滴定40分钟左右结束，过滤，干燥，制成碳酸钙。固相反应法制备的碳酸钙，是将取草酸与氢氧化钙摩尔比为1:1～1.5:1的量放入捏合机中，在40～80℃混合研磨1～5小时直至出现蓬松块状物质，120℃下干燥2小时，在400℃下焙烧2小时，制成碳酸钙。
上述混合研磨工具除捏合机外，还可使用球磨机、粉碎机等能让混合物料充分接触的机器。
本发明的脱氯剂以碳酸钙(CaCO3)作为活性组分，碳酸钙有多种来源，特别是可以用固相反应法制备的碳酸钙来制备脱氯剂。本发明由CaCO3制备的脱氯剂可以水洗后反复使用，增加氯容。氯容和碳酸钙在脱氯剂中的含量的关系为：X＝73C/100(X为氯容，C为碳酸钙的含量，73为氯化氢的分子量，100为碳酸钙的分子量)。本发明脱氯剂可以满足不同氯化氢含量的气源，如果气源中氯化氢含量比较少，可以少洗或者不洗，若气源中氯化氢含量高，可以多洗几遍，提高使用效率。
图2为采用本发明提供的脱氯剂进行脱氯评价的装置的结构图。具体流程是，把开关氮气流量计8、二氧化碳流量计9、氮气(混有氯化氢))流量计10的开关逐个打开，向系统内通入表1中的各组分气体，设定储液罐11温度为10℃，氮气流经储液罐11，携带部分水蒸汽与混合气体一起进入混合罐12，在混合罐12内气体混合均匀，经露点仪13测量混合气体露点，从而检测水蒸汽含量是否是10g/Nm3，若水蒸气含量符合要求，则带有水蒸气的混合气体进入反应器14进行脱氯。
由于做原粒度试验耗气量太大，无法检测脱氯剂使用后的强度，在反应器首先接触气源的下端装填20～25粒5mm左右长度的原颗粒脱氯剂，上面装填20～40目造粒脱氯剂5ml，这样既节省了气量，又能得到用于检测强度的原颗粒样品。其中，20～40目造粒脱氯剂是将制备的脱氯剂成品破碎成20～40目大小。氯化氢和氮气的混合气中氯化氢含量为1000～20000mg/Nm3。
实施例一
重质碳酸钙、硅藻土粘合剂分别加入捏合机，碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为30％，再加入一定量的水，充分捏合，加入水量视原料吸水性而定，然后挤成圆柱形，在自然环境下养生过夜，120℃下干燥3小时，制成脱氯剂成品，强度为80.17N/cm。
脱氯剂的评价实验方法如下：
由于做原粒度试验耗气量太大，无法检测脱氯剂使用后的强度，在反应器首先接触气源的下端装填20粒5mm左右长度的原颗粒脱氯剂(上述方法制备的脱氯剂成品)，上面装填20～40目造粒脱氯剂5ml，这样既节省了气量，又能得到用于检测强度的原颗粒样品。
表2实施例一的脱氯剂评价实验条件
评价工艺流程为：
通入500ml/min N2，10g/Nm3水蒸气，缓慢升温至110℃，根据表2实验条件，通入各原料，开始计时，采用氯化氢检测管检测出口气中氯化氢的含量，当出口氯化氢含量在10mg/Nm3时为穿透点，停止通原料气，记录穿透所需要的时间。经过计算单次氯容为7.72％，根据公式X＝73C/100理论计算的氯容量为21.9％，可以用蒸馏水以5ml/min的速度洗脱氯剂中钙离子和氯离子，水从反应管下进上出，用时60分钟，清洗后用氮气吹扫干燥，氮气从反应管上进下出，干燥温度为110℃，进行下一轮脱氯实验。
表3实施例一的脱氯剂评价结果
因为气源中氯化氢含量比较高，穿透时间较短，经过四次脱氯，总氯容基本达到了理论氯容量，清洗三次后，脱氯剂强度为75.4N/cm，变化不大。
实施例二
轻质碳酸钙、凹凸棒土粘合剂分别加入捏合机，碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为50％，再加入一定量的水，充分捏合，加入水量视原料吸水性而定，然后挤成三叶草形，在自然环境下养生过夜，120℃下干燥5小时，制成脱氯剂成品，强度为261N/cm。
脱氯剂的评价实验方法如下：
由于做原粒度试验耗气量太大，无法检测脱氯剂使用后的强度，在反应器首先接触气源的下端装填20粒5mm左右长度的原颗粒脱氯剂，上面装填20～40目造粒脱氯剂5ml，这样既节省了气量，又能得到用于检测强度的原颗粒样品。
表4实施例二的脱氯剂评价实验条件
评价工艺流程如下：
通入500ml/min N2，10g/Nm3水蒸气，缓慢升温至110℃，根据上述实验条件，通入各原料，开始计时，采用氯化氢检测管检测出口气中氯化氢的含量，当出口氯化氢含量在10mg/Nm3时为穿透点，停止通原料气，记录穿透所需要的时间。经过计算，单次氯容为10.2％，根据公式X＝73C/100理论计算的氯容量为36.5％，可以用蒸馏水以7ml/min的速度洗脱氯剂中钙离子和氯离子，水从反应管下进上出，用时60分钟，清洗后用氮气吹扫干燥，氮气从反应管上进下出，干燥温度为110℃，进行下一轮脱氯实验。
表5实施例二的脱氯剂评价实验结果
经过三次脱氯，总氯容为32.9％，总氯容基本达到了理论氯容量，考虑气源清洗两次后，脱氯剂强度为273N/cm，基本无变化。
实施例三
共沉淀法制备的碳酸钙、羊甘土粘合剂分别加入捏合机，碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为40％，再加入一定量的水，充分捏合，加入水量视原料吸水性而定，然后挤成拉西环形，在自然环境下养生过夜，120℃下干燥6小时，制成脱氯剂成品，强度为165N/cm。
脱氯剂的评价实验方法如下：
由于做原粒度试验耗气量太大，无法检测脱氯剂使用后的强度，在反应器首先接触气源的下端装填20粒5mm左右长度的原颗粒脱氯剂，上面装填20～40目造粒脱氯剂5ml，这样既节省了气量，又能得到用于检测强度的原颗粒样品。
表6实施例三的脱氯剂评价实验条件
评价工艺流程为：
通入500ml/min N2，10g/Nm3水蒸气，缓慢升温至110℃，根据上述实验条件，通入各原料，开始计时，采用氯化氢检测管检测出口气中氯化氢的含量，当出口氯化氢含量在10mg/Nm3时为穿透点，停止通原料气，记录穿透所需要的时间。经过计算，单次氯容为18.28％，根据公式X＝73C/100理论计算的氯容量为29.2％，然后用蒸馏水以8ml/min的速度洗脱氯剂中钙离子和氯离子，水从反应管下进上出，用时60分钟，清洗后用氮气吹扫干燥，氮气从反应管上进下出，干燥温度为110℃，进行下一轮脱氯实验。
表7实施例三的脱氯剂评价实验结果
穿透时间min 吸收氯化氢的量mg 氯容％
首次 8600 731 18.28
用水清洗1次后 4770 405.45 10.14
总 13370 1136.45 28.43
虽然经过两次脱氯，总氯容基本达到了理论氯容量，但是因为气源中氯化氢含量比较低，穿透时间较长，可以不进行清洗也能满足工业生产需求。清洗两次后，脱氯剂强度为154N/cm，基本不变。
实施例四
固相反应法制备的碳酸钙、凹凸棒土粘合剂分别加入捏合机，碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为80％，再加入一定量的水，充分捏合，加入水量视原料吸水性而定，然后挤成齿轮状，在自然环境下养生过夜，120℃下干燥8小时，制成脱氯剂成品，强度为133N/cm。
脱氯剂的评价实验方法如下：
由于做原粒度试验耗气量太大，无法检测脱氯剂使用后的强度，在反应器首先接触气源的下端装填20粒5mm左右长度的原颗粒脱氯剂，上面装填20～40目造粒脱氯剂5ml，这样既节省了气量，又能得到用于检测强度的原颗粒样品。
表8实施例四的脱氯剂评价实验条件
评价工艺流程如下：
通入500ml/min N2，10g/Nm3水蒸气，缓慢升温至110℃，根据上述实验条件，通入各原料，开始计时，采用氯化氢检测管检测出口气中氯化氢的含量，当出口氯化氢含量在10mg/Nm3时为穿透点，停止通原料气，记录穿透所需要的时间。
表9实施例四的脱氯剂实验结果
经过计算，单次氯容为30％，根据公式X＝73C/100理论计算的氯容量为58.4％，但是因为气源中氯化氢的含量比较低，穿透时间较长，可以不进行清洗也能满足工业生产需求。使用后，脱氯剂强度为134N/cm，基本不变。

Claims (10)

1.一种高炉煤气脱氯剂，活性组分为碳酸钙，将碳酸钙、粘合剂和水一起捏合，然后挤条，在自然环境下养生过夜，再在较高温度下进行干燥而制成；制成的高炉煤气脱氯剂的强度在80N/cm以上；所述高炉煤气脱氯剂在单次使用后可进行水洗，然后进行多次脱氯；使用后的高炉煤气脱氯剂强度在50N/cm以上；所述高炉煤气脱氯剂可满足不同氯化氢含量的气源，如果气源中氯化氢含量比较少，可以少洗或者不洗，若气源中氯化氢含量高，可以多洗几遍，以提高使用效率；所述在较高温度下进行干燥具体是在温度120℃下干燥3～12小时；所述粘合剂采用遇水后体积不会胀大的粘土矿物；所述活性组分碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为28.2～90％；所述活性组分碳酸钙可以为颗粒度为1250～1500目的重质碳酸钙、1250～1500目的轻质碳酸钙、纳米级共沉淀法制备的碳酸钙、纳米级固相反应法制备的碳酸钙。
2.如权利要求1所述的高炉煤气脱氯剂，其特征是，所述重质碳酸钙由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成；所述轻质碳酸钙为沉淀碳酸钙，采用化学加工方法制得的，沉降体积为2.4-2.8mL/g；所述共沉淀法制备的碳酸钙是将2mol/L的氯化钙和2mol/L的碳酸钠以相同的速度并流进底液中，快速搅拌，PH值保持在10左右，滴定40分钟左右结束，通过过滤、干燥而制成。
3.如权利要求1所述的高炉煤气脱氯剂，其特征是，所述固相反应法制备的碳酸钙，具体是：取草酸与氢氧化钙摩尔比为1:1～1.5:1的量放入捏合机中，在40～80℃混合研磨1～5小时，直至出现蓬松块状物质，再在温度为120℃下干燥2小时，在温度为400℃下焙烧2小时，制成的碳酸钙。
4.如权利要求4所述的高炉煤气脱氯剂，其特征是，通过混合研磨使得混合物料充分接触；混合研磨工具为捏合机、球磨机或粉碎机。
5.如权利要求1所述的高炉煤气脱氯剂，其特征是，所述高炉煤气脱氯剂进行水洗可以不洗、少洗或多洗几遍，水洗后反复使用，增加氯容，用于满足不同氯化氢含量的气源；氯容和碳酸钙在所述高炉煤气脱氯剂中的含量的关系为：X＝73C/100，其中X为氯容，C为碳酸钙的含量。
6.如权利要求1所述的高炉煤气脱氯剂，其特征是，所述粘合剂为洋甘土、凹凸棒土或硅藻土。
7.一种高炉煤气脱氯剂的制备方法，包括如下步骤：
1)首先获得活性组分碳酸钙；活性组分碳酸钙可以为颗粒度为1250～1500目的重质碳酸钙、1250～1500目的轻质碳酸钙、纳米级共沉淀法制备的碳酸钙、纳米级固相反应法制备的碳酸钙；
所述重质碳酸钙由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成；所述轻质碳酸钙为沉淀碳酸钙，采用化学加工方法制得的，沉降体积为2.4-2.8mL/g；所述共沉淀法制备碳酸钙是将2mol/L的氯化钙和2mol/L的碳酸钠以相同的速度并流进底液中，快速搅拌，PH值保持在10左右，滴定40分钟左右结束，通过过滤、干燥而制成碳酸钙；
所述固相反应法制备碳酸钙，具体是：取草酸与氢氧化钙摩尔比为1:1～1.5:1的量放入捏合机中，在40～80℃混合研磨1～5小时，直至出现蓬松块状物质，再在温度为120℃下干燥2小时，在温度为400℃下焙烧2小时而制成的碳酸钙；
2)将活性组分碳酸钙、粘合剂分别加入捏合机，再加入水，加水量与粉体的比例为0.5:1～1:1，充分捏合；
3)然后挤条，在自然环境下养生过夜；
4)在温度为120℃下干燥3～12小时，制成脱氯剂成品；活性组分碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为28.2～90％；所述脱氯剂的强度均在80N/cm以上；
使用过程中对所述脱氯剂进行水洗后的强度达到50N/cm以上。
8.如权利要求7所述高炉煤气脱氯剂的制备方法，其特征是，所述粘合剂为洋甘土、凹凸棒土或硅藻土；所述挤条具体用不同形状的模具挤成不同形状，包括：圆柱形、三叶草形、拉西环形或齿轮形。
9.一种利用高炉煤气脱氯剂对高炉煤气进行脱氯的方法，所述高炉煤气脱氯剂的活性组分为碳酸钙，将碳酸钙、粘合剂和水一起捏合，然后挤条，在自然环境下养生过夜，再在较高温度下进行干燥而制成；制成的高炉煤气脱氯剂的强度在80N/cm以上；所述高炉煤气脱氯剂在使用过程中可进行水洗，水洗后的高炉煤气脱氯剂强度在50N/cm以上；所述在较高温度下进行干燥具体是在温度120℃下干燥3～12小时；所述粘合剂采用遇水后体积不会胀大的粘土矿物；所述活性组分碳酸钙在脱氯剂中的质量分数为28.2～90％；所述活性组分碳酸钙可以为颗粒度为1250～1500目的重质碳酸钙、1250～1500目的轻质碳酸钙、纳米级共沉淀法制备的碳酸钙、纳米级固相反应法制备的碳酸钙；
利用高炉煤气脱氯剂对高炉煤气进行脱氯包括如下步骤：
1)在反应器首先接触气源的下端装填20～25粒5mm左右长度的原颗粒脱氯剂，上面装填20～40目造粒脱氯剂3～5ml，可得到用于检测强度的原颗粒样品；20～40目造粒脱氯剂是将制备的脱氯剂成品破碎成20～40目大小；
2)通入500ml/min N2、10g/Nm3水蒸气，缓慢升温至110℃；
3)常压、空速4000h-1条件下，通入原料气，原料气为高炉煤气，包括：总气量333.3ml/min、CO273.3ml/min、N2243.6ml/min、N2+HCl 17ml/min；HCl和N2的混合气中氯化氢含量为1000～20000mg/Nm3；开始计时；
4)采用氯化氢检测管检测出口气中氯化氢的含量，当出口氯化氢含量在10mg/Nm3时为穿透点，停止通原料气，记录穿透所需要的时间；
5)经过计算，单次氯容如果达不到理论公式X＝73C/100计算的氯容量，通过用蒸馏水以5-10ml/min的速度洗脱氯剂中钙离子和氯离子，水从反应管下进上出，清洗一段时间后，用氮气吹扫干燥；氮气从反应管上进下出，干燥温度为110℃；上述操作把脱氯剂中吸附的氯化氢洗掉，然后进行下一轮脱氯。
10.如权利要求9所述的方法，其特征是，清洗一段时间具体用时约60分钟。
CN201810354193.9A 2018-04-19 2018-04-19 一种高炉煤气脱氯剂、脱氯剂的制备方法及脱氯方法 Pending CN108531224A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810354193.9A CN108531224A (zh) 2018-04-19 2018-04-19 一种高炉煤气脱氯剂、脱氯剂的制备方法及脱氯方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810354193.9A CN108531224A (zh) 2018-04-19 2018-04-19 一种高炉煤气脱氯剂、脱氯剂的制备方法及脱氯方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108531224A true CN108531224A (zh) 2018-09-14

Family

ID=63478480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810354193.9A Pending CN108531224A (zh) 2018-04-19 2018-04-19 一种高炉煤气脱氯剂、脱氯剂的制备方法及脱氯方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108531224A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110548479A (zh) * 2019-10-03 2019-12-10 武汉禾谷环保有限公司 一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用
CN111378801A (zh) * 2020-03-30 2020-07-07 北京北大先锋科技有限公司 一种高炉煤气管道喷粉脱除氯化氢的工艺方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106029219A (zh) * 2014-02-18 2016-10-12 日商科莱恩触媒股份有限公司 卤素化合物吸收剂及使用其的合成气体的制造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106029219A (zh) * 2014-02-18 2016-10-12 日商科莱恩触媒股份有限公司 卤素化合物吸收剂及使用其的合成气体的制造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汪华月: "固相法制备纳米碳酸钙及碳酸钙基红色发光材料", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *
贵永亮等著: "《高炉喷煤理论与关键技术研究》", 30 June 2016, 冶金工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110548479A (zh) * 2019-10-03 2019-12-10 武汉禾谷环保有限公司 一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用
CN111378801A (zh) * 2020-03-30 2020-07-07 北京北大先锋科技有限公司 一种高炉煤气管道喷粉脱除氯化氢的工艺方法及装置
CN111378801B (zh) * 2020-03-30 2021-06-22 北京北大先锋科技有限公司 一种高炉煤气管道喷粉脱除氯化氢的工艺方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103212364B (zh) 一种铁锰复合氧化物及其制备方法和水体除砷的应用
CN103566903B (zh) 一种凹凸棒石粘土改性活性炭及其制备方法
CN108531224A (zh) 一种高炉煤气脱氯剂、脱氯剂的制备方法及脱氯方法
US8759252B1 (en) Material and method for the sorption of hydrogen sulfide
CN105217580B (zh) 一种用电解锰渣高温脱硫富集烟气制备硫酸的方法
CN104711042B (zh) 一种高炉炉顶煤气用脱氯剂
CN110203927A (zh) 一种以焦化废弃料为主要原料制备活性炭的方法
CN103521176A (zh) 一种改性活性炭硫化氢吸附剂及其制备方法
CN104853856B (zh) 处理含钠粉煤灰以降低其中包含的硒的可浸出性
CN101121515A (zh) 脱汞专用活性炭的制造方法及其产品
US8404031B1 (en) Material and method for the sorption of hydrogen sulfide
CN103537184A (zh) 以钢铁酸洗废渣配制复合脱除剂进行脱硫脱硝的方法
CN104774654B (zh) 一种高炉煤气脱氯剂的使用方法
CN103495393A (zh) 一种富氧改性木炭吸附脱硫剂及其制备方法
CN103521195A (zh) 一种羟基氧化铁改性活性炭脱硫剂及其制备方法
CN103418233B (zh) 一种高效多孔氧化铁脱硫剂的制备方法
CN103495382A (zh) 一种改性麦麸活性炭及其制备方法
WO2017090262A1 (ja) 脱硫剤の製造方法
KR20110011858A (ko) 산성 유해가스 제거용 정화제 및 그 제조 방법
CN104162408B (zh) 一种改性钙基吸附剂及其改性方法和应用
CN107684819B (zh) 一种复合铁系脱硫剂及其制备方法与应用
CN105664603B (zh) 再生铅冶炼中脱硫尾气高效无污染净化方法
CN111841295B (zh) 脱酸剂、其制备方法及应用
CN105214610B (zh) 一种地下水钨污染修复材料
CN211741205U (zh) 一种赤泥粉煤灰体系吸收剂脱硫脱硝性能评价装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180914

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication