CN1136045C - 活性新生态铁的沉淀物在铁－碱脱硫中的应用 - Google Patents
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Abstract
一种新制备的具有活性的新生态的铁的氢氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐沉淀物作为铁-碱脱硫催化剂的铁添加剂的应用。本发明新生态活性沉淀物作为铁添加剂加入脱硫液后，一部分与脱硫液中的配位体形成络合铁化物，参与脱硫-再生过程中的氧化-还原反应；另一部分与铁(III)或铁(II)价态形成氧化-还原平衡：2Fe3++Fe＝3Fe2+。其优点是：1、生成的铁配位络合物起到了补充脱硫液中铁含量的目的；2、剩余的碳酸根或氢氧根，本身就是体系的有效组分，不会影响脱硫及再生效率。3、保持了铁的各价态平衡，有效地缓解了对设备及管道的腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有活性的新生态的氢氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐沉淀物的用途，尤其涉及该活性新生态沉淀物在采用湿式氧化型铁-碱脱硫催化剂工艺中作为补充铁含量的铁添加剂的用途。
背景技术
铁—碱脱硫催化剂主要应用于合成氨工业半水煤气、变换气中的脱硫；城市管道煤气及其它工业的烟道气的脱硫；油田及炼油厂的废气脱硫等场合。该催化剂为湿式氧化型脱硫催化剂，在使用中以碱性溶液作为催化剂的缓冲溶液，由于脱硫过程中脱硫液出现跑、冒、滴、漏现象；再生时随着硫泡沫溢流回收硫磺造成脱硫液的损失；以及脱硫液中硫酸根、硫代硫酸根以及其它盐类离子超过一定范围时需将一部分脱硫液进行处理等各种原因造成脱硫液中的铁的总量降低，影响了脱硫效率。为使脱硫液保持足够的总铁含量，以往对各种含铁脱硫催化剂，补充铁含量采取的方式都是直接将铁的可溶性盐类加入到脱硫液中(即铁添加剂为铁的可溶性盐类)，铁的可溶性盐类有铁的硝酸、硫酸、盐酸的高铁、亚铁盐。最常用的是亚铁的硫酸盐。从实际应用效果看，不管采取何种可溶性铁盐，加入盐后铁进入了配位络合体，酸根离子即留在脱硫液中，酸根离子的大量累积会产生“离子效应”或“盐效应”，影响催化氧化与再生。为此，本发明采用具有活性的新生态的铁的氢氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐沉淀物作为铁-碱脱硫催化剂的铁添加剂，这样不会将大量盐类离子带进脱硫系统中，从而克服上述不足。
发明内容
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新制备的具有活性的新生态的铁的氢氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐沉淀物作为铁-碱脱硫催化剂的铁添加剂的应用。
上述具有活性的新生态的铁的氢氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐沉淀物的制备方法，采用以下原料并按下列操作步骤进行制备：
原料为：(1)、含铁的可溶性盐类；
(2)、碱性物质，所述碱性物质为下列各类物质之一或一种以上的组合：
①、碱金属的碳酸或碳酸氢盐；
②、铵的碳酸或碳酸氢盐；
③、碱金属的氢氧化物或氨水；
操作步骤：(1)、将上述两种原料分别配制成溶液；
(2)、将以上两溶液在N2保护下隔绝空气以及搅拌状态下于反应容器中进行化学反应，生成具有活性的新生态的铁的氢氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐沉淀物；
(3)、将生成的沉淀物后处理获得含水固体铁添加剂，并密封包装成产品。
上述制备方法的有关内容和变化解释如下：
1、上述具有活性的新生态沉淀物反应前必须先将两种原料分别配制成溶液，然后才能混合进行反应。该反应必须在隔绝空气及氮气保护情况下进行，否则空气中的氧就会与铁的新生态沉淀物反应失去活性。获得新生态沉淀物后还应对其密封包装，使之隔绝空气处于含水固体状态。所述“具有活性”是指该沉淀物可以在水溶液中与配位体形成可溶性络合物。所述“新生态”是指反应所生成的沉淀物与相同成分的普通固体物在可络合性上有本质区别，新生态沉淀物具有可络合性，而普通固体物在碱性溶液中不具可络合性。
2、上述制备方法中，所述含铁的可溶性盐类可以为铁(III)或铁(II)的硝酸盐、硫酸盐或盐酸盐。最好用铁(II)的硝酸盐、硫酸盐或盐酸盐。
3、上述制备方法中，所述碱性物质为下列各类物质之一或一种以上的组合：
(1)、钠、钾的碳酸或碳酸氢盐；
(2)、铵的碳酸或碳酸氢盐；
(3)、钠、钾的氢氧化物或氨水。
4、上述制备方法的操作步骤中所述第二步为：将含铁可溶性盐类所配制的溶液加入反应釜中，并在N2保护下隔绝空气缓慢加入上述碱性物质所配制的溶液，并搅拌进行化学反应，生成具有活性的新生态的铁的氢氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐沉淀物。
本发明工作原理是：采用含铁的可溶性盐类与碱性物质反应生成具有活性的新生态的铁的氢氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐。该新生态活性添加剂加入脱硫液后，一部分与脱硫液中的配位体(如柠檬酸、氨基酸、水杨酸、磺基水杨酸、酒石酸等)形成络合铁化物，参与脱硫—再生过程中的氧化—还原反应；另一部分与铁(III)或铁(II)价态形成氧化—还原平衡：
这样建立的三者平衡，可延缓脱硫液对设备及管路的腐蚀。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明将一种新生态的具有活性的铁的氢氧化物或碳酸盐作为铁添加剂用于脱硫液后，此种铁的添加剂即与脱硫液中的配位体络合转变为可溶性的铁的配位络合物，起到了补充铁的目的。
2、本发明所述的新生态沉淀物内的铁部分转入了溶液后所剩余部分是碳酸根或氢氧根，本身就是体系的有效组分，除了可稳定溶液的酸碱度外，不会对溶液产生“离子效应”或“盐效应”，即不会影响脱硫及再生效率。
3、本发明具有活性的新生态沉淀物保持了铁的各价态的平衡，有效地缓解了对设备及管道的腐蚀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：配制10～30％(重量)的硫酸亚铁的溶液，置于反应釜中，在隔绝空气及氮气保护下，搅拌加入一定浓度的碳酸钠溶液，生成的沉淀经洗涤、过滤获得具有活性的新生态的含水固体(铁的碳酸盐或碱式碳酸盐)并密封包装，将其作为补充铁含量的铁添加剂应用于铁-碱脱硫催化剂工艺中。
实施例二：配制10～30％(重量)的氯化亚铁的溶液，置于反应釜中，在隔绝空气及氮气保护下，搅拌加入一定浓度的氢氧化钠溶液，生成的沉淀经洗涤、过滤获得具有活性的新生态的含水固体(铁的氢氧化物)并密封包装，将其作为补充铁含量的铁添加剂应用于铁-碱脱硫催化剂工艺中。
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1、一种新制备的具有活性的新生态的铁的氢氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐沉淀物作为铁-碱脱硫催化剂的铁添加剂的应用。
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