CN112742203B - 气体脱硫剂及其制备方法以及气体脱硫的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体脱硫领域,公开了气体脱硫剂及其制备方法以及气体脱硫的方法。气体脱硫剂包含氧化铁和/或氧化锌、粘结剂、IA族金属碳酸盐、氧化钙以及金属促进剂;所述金属促进剂为镍、钴、钼的氧化物中的至少一种。可以用于处理含硫气体进行脱硫,有更好的脱硫活性和更高的硫容。
Description
技术领域
本发明涉及气体脱硫领域,具体涉及一种气体脱硫剂及其制备方法以及气体脱硫的方法。
背景技术
通常,化工、冶炼产业中产生的含硫还原性气体产物或尾气中含有硫醇、羰基硫(COS)、H2S和CS2等含硫化合物。这些含硫化合物会掺入中间产品中带到下游,从而降低了制备的产品的质量,或者最终作为尾气直接或间接排放,造成环境污染。因此,化工、冶炼需要对这些含硫化合物进行脱除,以提高产品质量,保证操作稳定,降低环境污染。
多数炼化企业采用的醇胺脱硫化氢-剂碱脱硫醇-水洗脱残余碱的工艺。醇胺和剂碱则是反复再生循环使用。
以一乙醇胺为例,脱除硫化氢的过程如下:
在25-45℃时,反应有向右进行,硫化氢被吸收;而当温度升高至105℃或更高时反应向左进行,吸收的硫化氢被释放,醇胺溶液可以循环使用。
以甲硫醇为例,脱除硫醇的过程如下:
抽提塔中硫醇和碱反应生成硫醇钠溶解于碱液中,在氧化塔中硫醇钠被氧化为二硫化物,同时碱液得到再生。剂碱注风氧化后,硫醇被氧化生成二硫化物,包括二甲基二硫、甲乙基二硫、二乙基二硫等。理论上这些硫化物应该与碱液分离,实际上因为密度大、与水的亲和力强很难单独拿出,大部分还在剂碱中,当剂碱循环使用时这些硫化物重又回到轻烃中。
加氢吸附脱硫技术利用吸附原理,在氢气环境下脱硫化物,吸附了硫的吸附剂连续再生,可以保证装置的连续运转操作。在反应器内发生的脱硫反应如下:
ZnO吸附硫变成ZnS后,失去吸附活性,需再生使其恢复吸附活性,在再生器发生的主要反应为:
ZnS+1.5O2→ZnO+SO2 (7)
2ZnS+5.5O2→Zn3O(SO4)2+SO2 (8)
Ni+0.5O2→NiO (9)
在再生器中,Ni被氧化成NiO,但硫化物的加氢活性组分为金属Ni,故再生器后需有还原器,将NiO还有为单质Ni,在还原器发生的主要反应为:
NiO+H2→Ni+H2O (10)
Zn3O(SO4)2+8H2→2ZnS+ZnO+8H2O (11)
加氢吸附脱硫同样可以用于轻烃的脱硫,并且能脱除传统工艺中不能脱除的硫醚、二硫醚等中性硫,同时能避免产生大量废碱渣,大大降低环保压力。
CN103031143A公开了一种使用流化床对液化气进行脱硫方法。吸附剂引入流化床反应器,先和汽油原料和氢气接触吸附脱除其中的硫化物;含硫液化气在流化床反应器中部引入,与和汽油反应后的低活性脱硫吸附剂接触,脱除液化气中的硫化物。
此外,非临氢的吸附脱硫由于其不需要外加氢气,操作简单,被很多企业所采用。CN1120970A公开了一种脱硫剂,它包括下述的三种氧化物:ZnO为85-95重量%、Na2O为0.1-10重量%、Al2O3为0.1-10重量%。该脱硫剂相比胺液具有较高的脱除硫化氢的能力,但硫容量不高。
CN1559680A公开了一种脱除天然气中、烟道气中的硫化物的固体脱硫催化剂,其中以重量比例计,含ZnO为6.5-65%、NiO为0.5-2%、CaAl2O4为11-40%、TiO2为0.5-2%、CoO为0.9-2%、MoO为0.7-3%、Al2O3为20-70%。但将该固体脱硫催化剂用于硫含量较高的含硫气体时脱硫能力较差。
CN1868572A公开了一种铁系复合金属氧化物催化剂,用于直接氧化脱硫。其中以重量比例计,氧化铁为20-60%,氧化铝为15-45%,氧化钛为15-45%,氧化锌为1-15%,氧化钒含量为1-15%。该催化剂具有较高的活性和较好的选择性,对高浓度H2S酸性气体可直接进行处理,H2S的转化率可达95.0%以上。该催化剂可以高效去除气体中所含的大量硫化氢,但该催化剂的脱硫深度略低。
CN103525474B公开了一种超精脱硫剂及其制备方法。该脱硫剂包括载体,活性组分和助剂,所述载体为氧化铝和氧化锆的混合物,所述活性组份为氧化铜和氧化锌,所述助剂为氧化铬或氧化锰;以质量百分比计,所述超精脱硫剂包括:CuO10-35%、ZnO20-50%、Al2O310-45%、ZrO25-30%、Cr2O3或MnO5-10%。该脱硫剂具有较好的机械强度和比表面积,且其中的ZrO2具有N型半导体性质,能与负载于其表面的金属产生强烈的相互作用,从而提高脱硫剂的活性。
CN1712500A公开了一种高温煤气复合氧化物脱硫剂,该脱硫剂的主要活性组元为氧化锌,次要活性组分为工业氧化铜、碱式碳酸铜及天然锰矿,其中氧化锌的含量为33-50%、氧化锰含量为0-10%和氧化铜含量为0-15%。虽然该脱硫剂具有很好的机械强度合物化性能,能够适用于固定床、流化床、气流床脱硫反应器,但是该脱硫剂对原料中硫的适应性不够,对于含硫有机物的去除活性略低。
因此需要提供一种气体脱硫性能更好的脱硫剂。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的脱硫剂的脱硫活性及硫容较低的问题,提供了气体脱硫剂及其制备方法以及气体脱硫的方法。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种气体脱硫剂,包含氧化铁和/或氧化锌、粘结剂、IA族金属碳酸盐、氧化钙以及金属促进剂;所述金属促进剂为镍、钴、钼的氧化物中的至少一种。
本发明第二方面提供一种气体脱硫剂的制备方法,包括:
将溶剂、粘结剂、氧化铁和/或氧化锌的前体盐混合制成载体浆液,经第一干燥和第一焙烧得到载体;
将含金属促进剂前驱体的溶液与所述载体进行混合、第二干燥和第二焙烧,所得固体与含IA族金属碳酸盐的溶液混合,再经第三干燥得到气体脱硫剂;
其中,金属促进剂前驱体为金属镍、钴、钼中的至少一种的醋酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、硫氰酸盐中的至少一种。
本发明第三方面提供一种气体脱硫的方法,包括:在含氧气体存在下,将含硫气体与脱硫剂相接触进行脱硫反应,其中,所述脱硫剂为本发明的气体脱硫剂。
通过上述技术方案,本发明提供了气体脱硫剂,可以用于处理含硫气体进行脱硫,有更好的脱硫活性和更高的硫容量,硫容达到10%以上,脱硫率达87%以上(脱硫率%=(1-产物硫含量/含硫气体硫含量)×100%)。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种气体脱硫剂,包含氧化铁和/或氧化锌、粘结剂、IA族金属碳酸盐、氧化钙以及金属促进剂;所述金属促进剂为镍、钴、钼的氧化物中的至少一种。
本发明提供的气体脱硫剂的组成可以包含氧化铁和/或氧化锌、粘结剂、金属促进剂、IA族金属碳酸盐和氧化钙,以提供含硫气体更好的脱硫效果,具有更好的脱硫活性和高的硫容。
本发明提供的气体脱硫剂能够有效处理含硫气体进行脱硫。所述气体脱硫剂的组成中,优选地,所述粘结剂选自高岭土、硅藻土、偏铝酸钠、羊甘土、凹凸棒土、膨润土、蒙脱土中的至少一种。可以起提高脱硫剂强度的作用。
本发明中,所述IA族金属碳酸盐可以选自碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铷、碳酸铯和碳酸钫中的至少一种,优选选自碳酸钠和/或碳酸钾。
本发明提供的气体脱硫剂组合上述各组分能够提供含硫气体实现脱硫。进一步优选地,基于所述气体脱硫剂的总量,氧化铁和/或氧化锌的总含量为5-85重量%、所述粘结剂的含量为10-90重量%、所述金属促进剂的含量为0.1-30重量%、所述IA族金属的碳酸盐含量为0.1-20重量%、氧化钙的含量为0.1-50重量%。更优选地,基于所述气体脱硫剂的总量,氧化铁和/或氧化锌的含量为30-70重量%、所述粘结剂的含量为20-50重量%、所述金属促进剂的含量为1-10重量%、所述IA族金属的碳酸盐含量为1-8重量%、氧化钙的含量为1-9重量%。
本发明优选提供的气体脱硫剂的一种实施方式可以是粘结剂、氧化铁和/或氧化锌混合得到气体脱硫剂;或者,再加入氧化钙得到气体脱硫剂;更进一步地,可以将已制得的气体脱硫剂作为载体,再负载上所述金属促进剂和/或IA族金属碳酸盐,得到新的气体脱硫剂。
本发明第二方面提供一种气体脱硫剂的制备方法,包括:
将溶剂、粘结剂、氧化铁和/或氧化锌的前体盐混合制成载体浆液,经第一干燥和第一焙烧得到载体;
将含金属促进剂前驱体的溶液与所述载体进行混合、第二干燥和第二焙烧,所得固体与含IA族金属碳酸盐的溶液混合,再经第三干燥得到气体脱硫剂;
其中,金属促进剂前驱体为金属镍、钴、钼中的至少一种的醋酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、硫氰酸盐中的至少一种。
本发明中,优选地,所述粘结剂为高岭土、硅藻土、偏铝酸钠、羊甘土、凹凸棒土、膨润土、蒙脱土中的至少一种;
本发明中,优选地,所述氧化铁和/或氧化锌的前体盐为在所述焙烧条件下能够转变为氧化铁和/或氧化锌的化合物。例如所述前体盐可以选自硝酸铁和/或硝酸锌。
本发明中,制备载体使用所述溶剂有助于各原料混合。优选所述溶剂为水、甲醇和乙醇中的至少一种。
本发明中,优选地,所述第一干燥可以是喷雾干燥,条件包括:入口温度500℃以下,出口温度为120-180℃,压力为8.4-9.5MPa。所述第二干燥和第三干燥可以是在100-150℃下干燥2-5h。
所述第一焙烧、第二焙烧可以是条件包括:焙烧温度为580-630℃,时间为2-4h。
本发明中制得的气体脱硫剂可以是平均颗粒直径为50-80μm的微球。
本发明中,优选地,所述粘结剂、氧化铁和/或氧化锌的前体盐、金属促进剂前驱体、IA族金属碳酸盐、氧化钙的用量满足所述气体脱硫剂的组成如下:基于所述气体脱硫剂的总量,氧化铁和/或氧化锌的总含量为5-85重量%、所述粘结剂的含量为10-90重量%、所述金属促进剂的含量为0.1-30重量%、所述IA族金属的碳酸盐含量为0.1-20重量%、氧化钙的含量为0.1-50重量%;优选,氧化铁和/或氧化锌的总含量为30-70重量%、所述粘结剂的含量为20-50重量%、所述金属促进剂的含量为1-10重量%、所述IA族金属的碳酸盐含量为1-8重量%、氧化钙的含量为1-9重量%。
本发明第三方面提供一种气体脱硫的方法,包括:在含氧气体存在下,将含硫气体与脱硫剂相接触进行脱硫反应,其中,所述脱硫剂为本发明的气体脱硫剂。
本发明中,气体脱硫的方法在含氧气体存在下进行。所述含氧气体可以是含有氧气体积分数在15-100%的气体,例如可以是空气。
本发明中,优选地,所述含硫气体与所述含氧气体的体积比为200:1-2:1,优选为100:1-10:1。
本发明中,所述脱硫反应的条件包括:反应温度为20-500℃,反应压力为0.1-5MPa,所述含硫气体与含氧气体的总体积空速为100-20000h-1;优选,反应温度为50-300℃,反应压力为0.1-1MPa,所述含硫气体与含氧气体的总体积空速为1000-10000h-1。
本发明中,所述气体脱硫剂具有很好的脱硫活性和原料适应性,可用于对各种硫含量的含硫气体原料进行脱硫,特别是硫含量较高的含硫气体原料。优选地,所述含硫气体为炼厂干气、合成气、天然气、页岩气、油田不凝气、高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气中的至少一种。
本发明中,优选地,所述含硫气体的硫含量为10μg/g-1000μg/g。
本发明中,优选地,所述含硫气体中的硫化物为硫化氢、二硫化碳、羰基硫、硫醇、硫醚、二硫化物、多硫化物和二氧化硫中的至少一种,优选为硫化氢、羰基硫、二硫化碳、甲硫醚、甲硫醇和二氧化硫中的至少一种。
本发明提供的气体脱硫的方法具有优异的脱硫效果,具有很好的实际工业应用价值。
本发明中,涉及压力均为表压。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例和对比例中,
含硫气体的组成为(体积分数):N2 55%,CO2 15%,氢气1.2%,其中硫化物为硫化氢(硫含量20μg/g),二硫化碳(硫含量20μg/g),羰基硫(硫含量40μg/g),二氧化硫(硫含量40μg/g),其余为CO。
硫容为尾气浓度超过15μg/g时脱硫剂中硫的质量分数。
对比例1
将含硫气体以2L/h的气速鼓泡方法通过20升10wt%浓度的乙醇胺水溶液,之后再以鼓泡方法通过10升10wt%浓度的NaOH水溶液进行脱硫,进气压力0.2MPa,尾气压力0.19MPa,脱硫过程体系保持恒温25℃。反应结果见表1。
对比例2
将含硫气体经过换热器预热到350℃后,按照体积空速为3000h-1,压力0.2MPa的条件通过脱硫剂床层。脱硫剂重量组成:氧化铁45%,γ-氧化铝55%,脱硫剂为球形,平均直径1.2mm。反应结果见表1。
实施例1
将5L乙醇、10L水、4.3kg高岭土、6.7kg硝酸铁、0.5kg氧化钙进行混合制成载体浆液,经喷雾干燥,入口温度约为495±5℃,出口温度约为150±30℃,压力约为8.5±0.1MPa,再经在约为600±20℃焙烧4h得到载体。
将载体与2L含1kg硝酸镍的水溶液进行混合,在120℃下干燥约4±1h得到固体,将所得固体在约为605±25℃焙烧2h;将焙烧后固体与0.4kg碳酸钾的水溶液进行混合,在120℃下干燥5h得到气体脱硫剂A。
脱硫剂A的重量组成:氧化铁44%,高岭土43%,氧化钙5%,碳酸钾4%,氧化镍4%。脱硫剂为球形,平均直径约为70μm。
将含硫气体和空气按照100:1的体积比例混合后进入反应器,在300℃,体积空速3000h-1,压力0.2MPa的条件下通过脱硫剂A床层。反应结果见表1。
实施例2
将5L乙醇、10L水、2kg凹凸棒土、10.6kg硝酸铁、0.1kg氧化钙进行混合制成载体浆液,经喷雾干燥,入口温度约为495±5℃,出口温度约为150±30℃,压力约为8.5±0.1MPa,再经在约为590±10℃焙烧3h得到载体。
将载体与2L含0.2kg硝酸镍的水溶液进行混合,在120℃下干燥约4±1h得到固体,将所得固体在约为605±25℃焙烧2h;将焙烧后固体与0.8kg碳酸钾的水溶液进行混合,在120℃下干燥5h得到气体脱硫剂B。
脱硫剂B的重量组成:氧化铁70%,凹凸棒土20%,氧化钙1%,碳酸钾8%,氧化镍1%。脱硫剂为球形,平均直径约为70μm。
将含硫气体和空气按照100:1的体积比例混合后进入反应器,在300℃,体积空速3000h-1,压力0.2MPa的条件下通过脱硫剂B床层。反应结果见表1。
实施例3
将5L乙醇、10L水、5kg凹凸棒土、4.5kg硝酸铁、0.9kg氧化钙进行混合制成载体浆液,经喷雾干燥,入口温度约为495±5℃,出口温度约为150±30℃,压力约为8.5±0.1MPa,再经在约为615±5℃焙烧4h得到载体。
将载体与2L含2.5kg硝酸镍的水溶液进行混合,在120℃下干燥约4±1h得到固体,将所得固体在约为605±25℃焙烧2h;将焙烧后固体与0.1kg碳酸钾的水溶液进行混合,在120℃下干燥5h得到气体脱硫剂C。
脱硫剂C的重量组成:氧化铁30%,凹凸棒土50%,氧化钙9%,碳酸钾1%,氧化镍10%。脱硫剂为球形,平均直径约为70μm。
将含硫气体和空气按照100:1的体积比例混合后进入反应器,在300℃,体积空速3000h-1,压力0.2MPa的条件下通过脱硫剂C床层。反应结果见表1。
实施例4
将5L甲醇、10L水、5.6kg高岭土、6.1kg氧化铁、0.1kg氧化钙进行混合制成载体浆液,经喷雾干燥,入口温度约为495±5℃,出口温度约为150±30℃,压力约为8.5±0.1MPa,再经在约为600±20℃焙烧4h得到载体。
将载体与2L含0.8kg硝酸钴的水溶液进行混合,在120℃下干燥约4±1h得到固体,将所得固体约为605±25℃焙烧2h;将焙烧后固体与0.1kg碳酸钠的水溶液进行混合,在120℃下干燥2h得到气体脱硫剂D。
脱硫剂D的重量组成:氧化铁40%,高岭土56%,氧化钙1%,碳酸钠1%,氧化钴2%。脱硫剂为球形,平均直径约为80μm。
将含硫气体和空气按照150:1的体积比例混合后进入反应器,在300℃,体积空速4000h-1,压力0.1MPa的条件通过脱硫剂D床层。反应结果见表1。
实施例5
将15L水、2kg硅藻土、9.1kg硝酸铁、2.5kg硝酸锌、0.01kg氧化钙进行混合制成载体浆液,经喷雾干燥,入口温度约为495±5℃,出口温度约为150±30℃,压力约为8.5±0.1MPa,再经在约为600±20℃焙烧4h得到载体。
将载体与10L含1.8kg硝酸钼的水溶液进行混合,在120℃下干燥约4±1h得到固体,将所得固体约为605±25℃焙烧2h;将焙烧后固体与0.7kg碳酸钾的水溶液进行混合,在120℃下干燥2h得到气体脱硫剂E。
脱硫剂E的重量组成:氧化铁60%,氧化锌6.9%,硅藻土20%,氧化钙0.1%,碳酸钾7%,氧化钼6%。脱硫剂为球形,平均直径约为50μm。
将含硫气体和空气按照10:1的体积比例,混合后进入反应器,在200℃,体积空速2000h-1,压力0.2MPa的条件通过脱硫剂E床层。
实施例6
将10L水、2kg蒙脱土、3.0kg硝酸铁、3kg氧化钙进行混合制成载体浆液,经喷雾干燥,入口温度约为495±5℃,出口温度约为150±30℃,压力约为8.5±0.1MPa,再经在约为600±20℃焙烧4h得到载体。
将载体与2L含4.9kg硝酸镍的水溶液进行混合,在120℃下干燥约4±1h得到固体,将所得固体约为605±25℃焙烧2h;将焙烧后固体与1.5kg碳酸钾的水溶液进行混合,在120℃下干燥2h得到气体脱硫剂F。
脱硫剂F的重量组成:氧化铁20%,蒙脱土15%,氧化钙30%,碳酸钾15%,氧化镍20%。脱硫剂为球形,平均直径约为60μm。
将含硫气体和空气按照10:1的体积比例,混合后进入反应器,在300℃,体积空速2000h-1,压力0.2MPa的条件通过脱硫剂F床层。
实施例7
将10L水、1.5kg膨润土、12.1kg硝酸铁、0.1kg氧化钙进行混合制成载体浆液,经喷雾干燥,入口温度约为495±5℃,出口温度约为150±30℃,压力约为8.5±0.1MPa,再经在约为600±20℃焙烧4h得到载体。
将载体与1L含0.5kg硝酸镍的水溶液进行混合,在120℃下干燥约4±1h得到固体,将所得固体约为605±25℃焙烧2h;将焙烧后固体与0.1kg碳酸钾的水溶液进行混合,在120℃下干燥2h得到气体脱硫剂G。
脱硫剂G的重量组成:氧化铁80%,膨润土16%,氧化钙1%,碳酸钾1%,氧化镍2%。脱硫剂为球形,平均直径约为75μm。
将含硫气体和空气按照10:1的体积比例,混合后进入反应器,在300℃,体积空速2000h-1,压力0.2MPa的条件通过脱硫剂G床层。
实施例8
将10L水、4.8g膨润土、6.5kg硝酸铁、0.5kg氧化钙进行混合制成载体浆液,经喷雾干燥,入口温度约为495±5℃,出口温度约为150±30℃,压力约为8.5±0.1MPa,再经在约为600±20℃焙烧4h得到载体。
将载体与1L含1.0kg硝酸镍的水溶液进行混合,在120℃下干燥约4±1h得到固体,将所得固体约为605±25℃焙烧2h;将焙烧后固体与0.05kg碳酸钾的水溶液进行混合,在120℃下干燥2h得到气体脱硫剂H。
脱硫剂H的重量组成:氧化铁43%,膨润土47.5%,氧化钙5%,碳酸钾0.5%,氧化镍4%。脱硫剂为球形,平均直径约为55μm。
将含硫气体和空气按照10:1的体积比例,混合后进入反应器,在300℃,体积空速2000h-1,压力0.2MPa的条件通过脱硫剂H床层。
实施例9
将10L水、4.8g膨润土、6.5kg硝酸铁、0.5kg氧化钙进行混合制成载体浆液,经喷雾干燥,入口温度约为495±5℃,出口温度约为150±30℃,压力约为8.5±0.1MPa,再经在约为600±20℃焙烧4h得到载体。
将载体与1L含0.1kg硝酸镍的水溶液进行混合,在120℃下干燥约4±1h得到固体,将所得固体约为605±25℃焙烧2h;将焙烧后固体与0.4kg碳酸钾的水溶液进行混合,在120℃下干燥2h得到气体脱硫剂J。
脱硫剂J的重量组成:氧化铁43%,膨润土47.5%,氧化钙5%,碳酸钾4%,氧化镍0.5%。脱硫剂为球形,平均直径约为65μm。
将含硫气体和空气按照10:1的体积比例,混合后进入反应器,在300℃,体积空速2000h-1,压力0.2MPa的条件通过脱硫剂J床层。
表1
硫含量/μg/g | 硫容/% | |
含硫气体 | 120 | - |
对比例1 | 45 | 5 |
对比例2 | 25 | 8 |
实施例1 | 2 | 25 |
实施例2 | 4 | 24 |
实施例3 | 3 | 23 |
实施例4 | 5 | 10 |
实施例5 | 9 | 21 |
实施例6 | 15 | 10 |
实施例7 | 12 | 23 |
实施例8 | 10 | 17 |
实施例9 | 9 | 15 |
通过表1的结果可以看出,本发明提供的脱硫剂能够有更好的脱硫效果,得到的产物中硫含量明显低于对比例的结果,并且脱硫剂的硫容更高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种气体脱硫剂,由氧化铁和/或氧化锌、粘结剂、IA族金属碳酸盐、氧化钙以及金属促进剂组成;所述金属促进剂为镍、钴、钼的氧化物中的至少一种;
基于所述气体脱硫剂的总量,氧化铁和/或氧化锌的总含量为5-85重量%、所述粘结剂的含量为10-90重量%、所述金属促进剂的含量为0.1-30重量%、所述IA族金属的碳酸盐含量为0.1-20重量%、氧化钙的含量为0.1-50重量%。
2.根据权利要求1所述的气体脱硫剂,其中,所述粘结剂选自高岭土、硅藻土、偏铝酸钠、羊甘土、凹凸棒土、膨润土、蒙脱土中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的气体脱硫剂,其中,基于所述气体脱硫剂的总量,氧化铁和/或氧化锌的总含量为30-70重量%、所述粘结剂的含量为20-50重量%、所述金属促进剂的含量为1-10重量%、所述IA族金属的碳酸盐含量为1-8重量%、氧化钙的含量为1-9重量%。
4.权利要求1-3中任意一项所述的气体脱硫剂的制备方法,包括:
将溶剂、粘结剂、氧化钙、氧化铁和/或氧化锌的前体盐混合制成载体浆液,经第一干燥和第一焙烧得到载体;
将含金属促进剂前驱体的溶液与所述载体进行混合、第二干燥和第二焙烧,所得固体与含IA族金属碳酸盐的溶液混合,再经第三干燥得到气体脱硫剂;
其中,金属促进剂前驱体为金属镍、钴、钼中的至少一种的醋酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、硫氰酸盐中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述粘结剂为高岭土、硅藻土、偏铝酸钠、羊甘土、凹凸棒土、膨润土、蒙脱土中的至少一种;
和/或,所述氧化铁和/或氧化锌的前体盐为在所述第一焙烧条件下能够转变为氧化铁和/或氧化锌的化合物。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述溶剂为水、甲醇和乙醇中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述粘结剂、氧化铁和/或氧化锌的前体盐、金属促进剂前驱体、IA族金属碳酸盐、氧化钙的用量满足所述气体脱硫剂的组成如下:
基于所述气体脱硫剂的总量,氧化铁和/或氧化锌的总含量为5-85重量%、所述粘结剂的含量为10-90重量%、所述金属促进剂的含量为0.1-30重量%、所述IA族金属的碳酸盐含量为0.1-20重量%、氧化钙的含量为0.1-50重量%。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其中,基于所述气体脱硫剂的总量,氧化铁和/或氧化锌的总含量为30-70重量%、所述粘结剂的含量为20-50重量%、所述金属促进剂的含量为1-10重量%、所述IA族金属的碳酸盐含量为1-8重量%、氧化钙的含量为1-9重量%。
9.一种气体脱硫的方法,包括:在含氧气体存在下,将含硫气体与脱硫剂相接触进行脱硫反应,其中,所述脱硫剂为权利要求1-3中任意一项所述的气体脱硫剂。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述含硫气体与所述含氧气体的体积比为200:1-2:1。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述含硫气体与所述含氧气体的体积比为100:1-10:1。
12.根据权利要求9所述的方法,其中,所述脱硫反应的条件包括:反应温度为200-300℃,反应压力为0.1-1MPa,所述含硫气体与含氧气体的总体积空速为1000-10000h-1。
13.根据权利要求9所述的方法,其中,所述含硫气体为炼厂干气、合成气、天然气、页岩气、油田不凝气、高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气中的至少一种。
14.根据权利要求9所述的方法,其中,所述含硫气体中的硫化物为硫化氢、二硫化碳、羰基硫、硫醇、硫醚、二硫化物、多硫化物和二氧化硫中的至少一种。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述含硫气体中的硫化物为硫化氢、羰基硫、二硫化碳、甲硫醚、甲硫醇和二氧化硫中的至少一种。
16.根据权利要求14或15所述的方法,其中,所述含硫气体的硫含量为10μg/g-1000μg/g。
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