CN110711555A - 一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂及其制备方法,包括:将载体浸渍于稀酸溶液中,浸渍时间为5~10小时,然后进行过滤、水洗、干燥,从而得到改性载体;将可溶性金属盐化合物溶解在溶剂中,得到第一浸渍液;将所述改性载体浸渍到所述第一浸渍液中,浸渍时间为12~36小时,然后进行过滤、干燥,从而得到脱臭剂半成品;将所述脱臭剂半成品浸渍到碱性溶液中,浸渍时间为10~18小时,然后进行过滤、干燥,从而得到脱臭剂。本发明不仅制备工艺简单、成本低廉,而且所制得的脱臭剂硫容高、脱硫精度高、对有机硫的处理效果好、更换频次大幅减少。
Description
技术领域
本发明涉及除臭技术领域,尤其涉及一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂及其制备方法。
背景技术
恶臭气体能刺激人的嗅觉器官而使人感到不愉快,此外,恶臭气体还会损伤人的神经系统、循环系统、内分泌系统、消化系统和呼吸系统,严重影响着人们的身体健康和生活质量。恶臭污染已成为世界七大环境公害之一。
恶臭气体的种类很多,根据其化学组成与性质可以大致分为如下几类:(1)含硫恶臭气体(如硫化氢、硫醇类与硫醚类等);(2)含氮恶臭气体(如氨、胺类与吲哚类);(3)含氧有机恶臭气体(如醛类、酚类、醇类与脂肪酸类);(4)卤素及其衍生物恶臭气体(如卤代烃与氯气);(5)烃类恶臭气体(如芳香烃与直链烃)。在这些恶臭气体中,含硫恶臭气是很重要的一类。我国制定的《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中规定了监测八种恶臭气体,其中有五种为含硫恶臭气体。
因此,寻找一种经济、有效、快速的除臭技术来处理含硫恶臭气体,已成为科研人员重要的研发方向。吸附法是较常用的脱硫除臭的方法。它是将含硫恶臭气体通过吸附剂床层,使硫化氢、硫醇等组分吸附于吸附剂上,从而达到净化的目的。在现有技术中,通常常单纯应用氧化铝、分子筛或活性炭等作为吸附剂来处理含硫恶臭气体,但通常存在硫容低,需要经常更换,对有机硫处理效果差等问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足之处,本发明提供了一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂及其制备方法,不仅制备工艺简单、成本低廉,而且所制得的脱臭剂硫容高、脱硫精度高、对有机硫的处理效果好、更换频次大幅减少。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、将载体浸渍于稀酸溶液中,浸渍时间为5~10小时,然后进行过滤、水洗、干燥,从而得到改性载体;
步骤2、将可溶性金属盐化合物溶解在溶剂中,得到第一浸渍液;
步骤3、将所述改性载体浸渍到所述第一浸渍液中,浸渍时间为12~36小时,然后进行过滤、干燥,从而得到脱臭剂半成品;
步骤4、将所述脱臭剂半成品浸渍到碱性溶液中,浸渍时间为10~18小时,然后进行过滤、干燥,从而得到脱臭剂。
优选地,所述的载体为氧化铝、分子筛或活性炭。
优选地,所述的稀酸溶液采用稀硝酸、稀硫酸或稀盐酸中的一种,并且所述稀酸溶液的质量浓度为3%~10%。
优选地,所述的可溶性金属盐化合物为硝酸钴、磺化酞菁钴、硫酸钴、氯化锌、硝酸锌或硫酸锌中的一种或两种。
优选地,所述的溶剂为水、3~11wt%氢氧化钠溶液、3~11wt%氢氧化钾溶液、4~10wt%氨水中的一种与N,N-二甲基甲酰胺混合而成的溶液。
优选地,所述的碱性溶液为氢氧化钠、氨水、碳酸钠、氢氧化钾溶液中的一种,并且所述碱性溶液的质量浓度为6%~28%。
优选地,步骤3中的干燥温度为80~120℃,干燥时间为8~12小时。
优选地,步骤4中的干燥温度为80~120℃,干燥时间为8~12小时。
一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂,采用上述的制备方法制备而成。
由上述本发明提供的技术方案可以看出,本发明所提供的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法先对载体用稀酸溶液进行了改性,然后将改性载体浸渍到了含有可溶性金属盐化合物和N,N-二甲基甲酰胺的第一浸渍液中,最后通过在碱性溶液浸渍,从而制得了成品脱臭剂。本发明不仅制备工艺简单、成本低廉,而且所制得的脱臭剂硫容高、脱硫精度高、对有机硫的处理效果好、更换频次大幅减少。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
下面对本发明所提供的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂及其制备方法进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、将载体浸渍于稀酸溶液中,浸渍时间为5~10小时,然后进行过滤、水洗、干燥,从而得到改性载体。
步骤2、将可溶性金属盐化合物溶解在溶剂中,从而得到第一浸渍液。
步骤3、将所述改性载体浸渍到所述第一浸渍液中,浸渍时间为12~36小时,然后进行过滤、干燥,从而得到脱臭剂半成品。
步骤4、将所述脱臭剂半成品浸渍到碱性溶液中,浸渍时间为10~18小时,然后进行过滤、干燥,从而得到脱臭剂。
具体地,该用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法可以包括以下实施方案:
(1)在步骤1中,所述的载体为氧化铝、分子筛或活性炭。所述的稀酸溶液采用质量浓度为3%~10%的稀硝酸、质量浓度为3%~10%的稀硫酸或质量浓度为3%~10%的稀盐酸中的一种。
(2)在步骤2中,所述可溶性金属盐化合物为硝酸钴、磺化酞菁钴、硫酸钴、氯化锌、硝酸锌或硫酸锌中的一种或两种。所述的溶剂为水、3~11wt%氢氧化钠溶液、3~11wt%氢氧化钾溶液、4~10wt%氨水中的一种与N,N-二甲基甲酰胺混合而成的溶液。
(3)在步骤3中,干燥温度为80~120℃,干燥时间为8~12小时。
(4)在步骤4中,所述的碱性溶液为氢氧化钠、氨水、碳酸钠、氢氧化钾溶液中的一种,并且所述碱性溶液的质量浓度为6%~28%。干燥温度为80~120℃,干燥时间为8~12小时。
与现有技术相比,本发明所提供的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂及其制备方法至少具有以下优点:
(1)本发明所提供的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂在负载活性组分之前,对载体用稀酸溶液进行了改性,改变了孔结构组成和比表面积,增加了反应的活性位,这使载体可以负载更多的活性组分,同时可以吸附更多的硫化物。
(2)本发明所提供的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂硫容高,可以减少更换频次,而且该脱臭剂不但可以吸附硫化物,还可以转化一部分有机硫,因此对有机硫的处理效果好,这大大拓宽了处理硫化物的范围。该脱臭剂脱硫精度高,对硫化氢的脱除精度可以达到0.05mg/m3以下。
(3)本发明所提供的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法制备工艺简单,原料容易获取,生产成本低,适合大规模工业化生产。
综上可见,本发明实施例不仅制备工艺简单、成本低廉,而且所制得的脱臭剂硫容高、脱硫精度高、对有机硫的处理效果好、更换频次大幅减少。
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果,下面以具体实施例对本发明所提供的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂及其制备方法进行详细描述。
实施例1
一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂,其制备方法包括以下步骤:
步骤1a、将活性炭载体浸渍于质量浓度为5%的稀硝酸中,浸渍时间为5小时,然后进行过滤、水洗、干燥,从而得到改性载体。
步骤2a、将10wt%氢氧化钠溶液与N,N-二甲基甲酰胺按体积比4:1混合得到溶剂;将磺化酞菁钴溶解在所述溶剂中,从而得到第一浸渍液。
步骤3a、将所述改性载体浸渍到所述第一浸渍液中,浸渍时间为14小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂半成品。
步骤4a、将所述脱臭剂半成品浸渍到质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中,浸渍时间为10小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂A。
实施例2
一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂,其制备方法包括以下步骤:
步骤1b、将活性炭载体浸渍于质量浓度为5%的稀硫酸中,浸渍时间为5小时,然后进行过滤、水洗、干燥,从而得到改性载体。
步骤2b、将5wt%氨水溶液与N,N-二甲基甲酰胺按体积比4:1混合得到溶剂;将硝酸钴溶解在所述溶剂中,从而得到第一浸渍液。
步骤3b、将所述改性载体浸渍到所述第一浸渍液中,浸渍时间为14小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂半成品。
步骤4b、将所述脱臭剂半成品浸渍到质量浓度为15%的氨水溶液中,浸渍时间为10小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂B。
实施例3
一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂,其制备方法包括以下步骤:
步骤1c、将活性炭载体浸渍于质量浓度为5%的稀盐酸中,浸渍时间为5小时,然后进行过滤、水洗、干燥,从而得到改性载体。
步骤2c、将10wt%氢氧化钾溶液与N,N-二甲基甲酰胺按体积比4:1混合得到溶剂;将硫酸钴溶解在所述溶剂中,从而得到第一浸渍液。
步骤3c、将所述改性载体浸渍到所述第一浸渍液中,浸渍时间为14小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂半成品。
步骤4c、将所述脱臭剂半成品浸渍到质量浓度为12%氢氧化钾溶液中,浸渍时间为10小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂C。
对比例1
选取活性炭作为脱臭剂D。
对比例2
一种脱臭剂,其制备方法包括以下步骤:
步骤1e、将10wt%氢氧化钠溶液与N,N-二甲基甲酰胺按体积比4:1混合得到溶剂;将磺化酞菁钴溶解在所述溶剂中,从而得到第一浸渍液。
步骤2e、将活性炭载体浸渍到所述第一浸渍液中,浸渍时间为14小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂半成品。
步骤3e、将所述脱臭剂半成品浸渍到质量浓度为10%氢氧化钠溶液中,浸渍时间为10小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂E。
对比例3
一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂,其制备方法包括以下步骤:
步骤1f、将活性炭载体浸渍于质量浓度为5%的稀硝酸溶液中,浸渍时间为5小时,然后进行过滤、水洗、干燥,从而得到改性载体。
步骤2f、将磺化酞菁钴溶解到10wt%氢氧化钠溶液中,从而得到第一浸渍液。
步骤3f、将所述改性载体浸渍到所述第一浸渍液中,浸渍时间为14小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂半成品。
步骤4f、将所述脱臭剂半成品浸渍到质量浓度为10%氢氧化钠溶液中,浸渍时间为10小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂F。
对比例4
一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂,其制备方法包括以下步骤:
步骤1g、将活性炭载体浸渍于质量浓度为5%的稀硝酸溶液中,浸渍时间为5小时,然后进行过滤、水洗、干燥,从而得到改性载体。
步骤2g、将磺化酞菁钴溶解到10wt%氢氧化钠溶液中,从而得到第一浸渍液。
步骤3g、将所述改性载体浸渍到所述第一浸渍液中,浸渍时间为14小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂半成品。
步骤4g、将10wt%氢氧化钠溶液与N,N-二甲基甲酰胺按体积比为4:1混合,得到第二浸渍液;将所述脱臭剂半成品浸渍到第二浸渍液中,浸渍时间为10小时,然后进行过滤,并在100℃下干燥8小时,从而得到脱臭剂G。
评价实验
通过评价实验测定上述实施例1-3及对比例1-4所得脱臭剂在硫化氢气氛、甲硫醇气氛以及混合硫化物气氛中的穿透硫容。
评价方法为:配制三种含硫反应气体:第一种为硫化氢与氮气的混合气体,硫化氢浓度为5000mg/m3,作为硫化氢气氛;第二种为甲硫醇与氮气的混合气体,甲硫醇浓度为4000mg/m3,作为甲硫醇气氛;第三种为硫化氢、甲硫醇、羰基硫与氮气的混合气体,其中硫化氢、甲硫醇与羰基硫的浓度比为3:1:0.1,总硫浓度为5000mg/m3,作为混合硫化物气氛。分别测试上述7种脱臭剂在以上三种含硫气氛下的硫容。
评价条件为:常温常压,气体体积空速为1000h-1,脱臭剂粒度为20~40目,装填量为0.5g,硫容测试计量终点为气体出口硫化物浓度达到0.05mg/m3。硫容的测试公式为:达到硫容测试计量终点时通过脱臭剂的气体的量×气体中硫化物浓度/脱臭剂质量×100%。
上述脱臭剂样品在不同含硫气氛下的硫容测试结果如下表1所示:
表1
样品编号 | 硫化氢气氛穿透硫容 | 甲硫醇气氛穿透硫容 | 混合硫化物气氛穿透硫容 | 出口精度mg/m<sup>3</sup> |
脱臭剂A | 25.09 | 18.35 | 22.31 | 0.05 |
脱臭剂B | 25.32 | 18.19 | 22.56 | 0.05 |
脱臭剂C | 25.18 | 17.89 | 22.03 | 0.05 |
脱臭剂D | 18.15 | 11.39 | 14.76 | 0.05 |
脱臭剂E | 24.19 | 17.56 | 21.44 | 0.05 |
脱臭剂F | 23.69 | 16.77 | 21.13 | 0.05 |
脱臭剂G | 23.83 | 16.96 | 20.97 | 0.05 |
由上述实验结果可以得出以下结论:
(1)按照本发明实施例所提供方法制得的脱臭剂A、脱臭剂B和脱臭剂C具有较高的硫容,在纯的硫化氢气氛下,其硫容均达25%以上,在甲硫醇气氛下,其硫容均达17.89%以上,在混合硫化物气氛下,其硫容均达22%以上。
(2)与纯的活性炭(即脱臭剂D)相比,在各种含硫气氛下,本发明实施例所提供方法制得的脱臭剂A、脱臭剂B和脱臭剂C其硫容均有较大提高。
(3)对比例2所制得脱臭剂E与本发明实施例1所制得脱臭剂A的区别为其活性炭载体未经酸改性;由实验结果可知,载体经改性后制得的脱臭剂其硫容更高。
(4)对比例3所制得脱臭剂F与本发明实施例1所制得脱臭剂A的区别为其制备过程中未加有机表面分散剂(即N,N-二甲基甲酰胺);由实验结果可知,脱臭剂F的硫容比脱臭剂A要低。
(5)对比例4所制得脱臭剂G与本发明实施例1所制得脱臭剂A对比结果显示,先加入有机分散剂的脱硫效果更好。
综上可见,本发明实施例不仅制备工艺简单、成本低廉,而且所制得的脱臭剂硫容高、脱硫精度高、对有机硫的处理效果好、更换频次大幅减少。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、将载体浸渍于稀酸溶液中,浸渍时间为5~10小时,然后进行过滤、水洗、干燥,从而得到改性载体;
步骤2、将可溶性金属盐化合物溶解在溶剂中,得到第一浸渍液;
步骤3、将所述改性载体浸渍到所述第一浸渍液中,浸渍时间为12~36小时,然后进行过滤、干燥,从而得到脱臭剂半成品;
步骤4、将所述脱臭剂半成品浸渍到碱性溶液中,浸渍时间为10~18小时,然后进行过滤、干燥,从而得到脱臭剂。
2.根据权利要求1所述的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法,其特征在于,所述的载体为氧化铝、分子筛或活性炭。
3.根据权利要求1或2所述的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法,其特征在于,所述的稀酸溶液采用稀硝酸、稀硫酸或稀盐酸中的一种,并且所述稀酸溶液的质量浓度为3%~10%。
4.根据权利要求1或2所述的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法,其特征在于,所述的可溶性金属盐化合物为硝酸钴、磺化酞菁钴、硫酸钴、氯化锌、硝酸锌或硫酸锌中的一种或两种。
5.根据权利要求1或2所述的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法,其特征在于,所述的溶剂为水、3~11wt%氢氧化钠溶液、3~11wt%氢氧化钾溶液、4~10wt%氨水中的一种与N,N-二甲基甲酰胺混合而成的溶液。
6.根据权利要求1或2所述的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法,其特征在于,所述的碱性溶液为氢氧化钠、氨水、碳酸钠、氢氧化钾溶液中的一种,并且所述碱性溶液的质量浓度为6%~28%。
7.根据权利要求1或2所述的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法,其特征在于,步骤3中的干燥温度为80~120℃,干燥时间为8~12小时。
8.根据权利要求1或2所述的用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂的制备方法,其特征在于,步骤4中的干燥温度为80~120℃,干燥时间为8~12小时。
9.一种用于治理含硫恶臭气体的脱臭剂,其特征在于,采用上述权利要求1至8中任一项所述的制备方法制备而成。
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