CN116510684A - 一种用于气体中硫化物脱除吸附剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于气体中有机硫化物脱除的吸附剂。该吸附剂采用粉煤灰为主要原料，具有原料来源广泛，成本低的优势。而且吸附剂制备方案中充分利用了固体废物粉煤灰，实现了废物的资源化。此外该吸附剂利用了粉煤灰中的过渡金属元素为吸附有机硫提供了丰富的活性位点。通过固定吸附床吸附有机硫实验评价证明，本发明的吸附剂对气体中有机硫具有优异的吸附性能，吸附后气体中的硫含量低，尾气无异味，吸附脱硫性能表明，本发明吸附剂是一种吸附性能优异的有机硫化物吸附剂，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及气体中有机硫化物吸附脱硫技术领域，具体涉及一种以粉煤灰为主要原料的用于脱除气体中有机硫化物的吸附剂的制备及应用。
背景技术
粉煤灰是煤炭燃烧后从烟气中捕集的颗粒物，是主要的煤炭副产物，不仅占用土地资源，并且还会对环境造成严重危害。粉煤灰和底灰是燃煤电厂排放的大宗工业固体废弃物，粉煤灰由含尘烟气经除尘装置收集得到，而底灰则在炉膛底部收集得到。中国是世界上最大的煤炭消费国和粉煤灰生产国。由于对粉煤灰的资源化利用不足，累积堆存的粉煤灰数量已达数十亿吨，粉煤灰的巨量堆存会严重危害生态环境和人体健康。因此提高粉煤灰的利用率和利用途径是一个亟待解决的问题。
粉煤灰由于成分复杂及不合理的处理已经成为环境保护的关注重点。同时粉煤灰又是一种潜在的资源，亟待合理的资源化利用。在我国，每年粉煤灰的产量高达亿吨级，而利用形式却主要是在建筑工程领域的粗放式利用，涉及到沸石合成、微晶玻璃制备、地质聚合物合成、有价元素提取、复合微粉合成及陶瓷材料制备等高价值利用的比例不足10％，但是其高值化利用才是顺应环保要求和经济高质量转型发展的大趋势。
目前粉煤灰的利用方式主要为水泥生产、建筑工程、农业及矿山充填等附加值较低的直接规模化应用，同时随着“节能减排”及“循环经济”等政策的驱动，粉煤灰的利用逐渐向高附加值化转变，以粉煤灰为原料提取氧化铝、白炭黑、制备莫来石和分子筛等产品可创造较大的经济效益。分子筛是具有丰富孔道结构，比表面积高、离子交换性能优异、水热稳定性好、酸性可调节等优点，主要应用于甲烷直接氧化制甲醇、甲醇制烯烃、气体吸附等领域，尤其在脱除汽车尾气NOx的研究领域受到广泛关注。以粉煤灰为原料合成分子筛，一方面可降低原料成本，另一方面又可变废为宝，实现粉煤灰的高值化利用。
粉煤灰中的物相组成包括矿物相以及非晶玻璃相。矿物相主要包括石英、莫来石、长石、磁铁矿、赤铁矿、石灰、氧化镁。粉煤灰中的玻璃体含量较高，最多可达到85％以上，而结晶相矿物相对较少。非晶态的玻璃相包括球状的玻璃微珠和海绵状玻璃体。通常各物相并不独立存在，而是会存在一定的嵌合关系，莫来石通常黏附在玻璃微珠的表面。粉煤灰中主要组成成分包括硅、铝、铁、钙、金属氧化物、硫酸盐以及未燃烧完全的煤炭颗粒等，其中大部分元素以氧化态形式存在。粉煤灰的化学组成通常主要受燃煤工艺和煤种成分的影响。在温度超过1300℃的煤粉炉中燃烧后将会生成煤粉炉型粉煤灰，而在低于900℃的循环流化床的锅炉中燃烧后排出的是循环流化床型粉煤灰。煤粉炉粉煤灰中存在较多的石英石和莫来石，质地坚硬；而循环流化床型锅炉因为其燃烧温度相对较低，其矿物组成以熔融温度较低的无定形二氧化硅为主，并且由于燃烧过程需要加入石灰石，因此产物中还存在较多的氧化钙。
粉煤灰在我国的利用能力还不够高，目前粉煤灰一方面作为原料主要用于水泥生产、路面材料、土木工程等，附加值低；另一方面经过一定处理，转向高附加值的用途，比如处理废水、提取其中的硅铝元素等制备沸石分子筛和陶瓷材料等不同地区的粉煤灰成分有一定差异，但是其氧化铝和二氧化硅的总和基本在60％～80％之间，与分子筛非常接近而且粉煤灰中含有Na、Ca、Al、Mg、Si、等化学元素与沸石分子筛的化学组成元素类似，理论上将粉煤灰进行适当的处理可以得到沸石分子筛材料，将粉煤灰用于合成分子筛具备技术可行性。
另一方面，天然气作为一种优质，高效，清洁的能源正越来越受到人们的重视。随着当今世界经济的迅猛发展，人们生产活动中对能源的需求日益增加，然而，油价的不断上涨，碳排放量急剧增加，电、油、煤等资源的短缺，严重制约了世界经济的向前发展，影响人们的生活水平，作为高效、绿色环保的清洁能源——天然气，其进一步的开发和利用，必将对国民经济的可持续发展及人们生活的改善起到不可替代的作用。
天然气作为一种优质的清洁能源,其开发利用越来越受到全世界的关注。我国拥有巨大的天然气储量，目前也在加大对于天然气的开采利用，因此，对于天然气净化的研究势在必行。天然气存在各种非烃组成，特别是含硫有机物是天然气中主要的杂质和脱除的对象。各种含硫组分不但会影响天然气的利用效率，更会污染环境，这与当今的绿色能源发展战略严重不符。为响应国家乃至全世界保护环境、可持续发展的号召，我们必须深入研究天然气深度脱硫方案。天然气中的有机硫气体为高度危害酸性气体，不仅能够对环境造成污染，危害人类身体健康，而且会对天然气输送管道及相关设备造成严重的腐蚀，给人们的社会生活带来危害。
目前，天然气的脱硫方法主要分为两类：可再生溶剂法和固定床法。可再生溶剂法也称为湿法，是采用溶液或者溶剂作为脱硫剂，主要包括物理溶剂法、化学溶剂法和物理化学溶剂法。可再生溶剂法处理气量比较大，操作工序连续，广泛用于高含硫天然气的净化。固定床法又称为干法，此法脱硫采用固体作脱硫剂，脱硫剂主要有氧化铁、氧化锌、活性炭等。当今化工厂中天然气有机硫脱除技术主要还是以吸附脱硫为主，其中常用的吸附剂包括活性炭、分子筛、硅胶等等，而活性炭作为成本较低的吸附材料，更是受到大多数净化厂的青睐。
随着国家对天然气脱硫净化程度的要求日渐苛刻，吸附脱除天然气中的有机硫成为一个重要的研究课题。目前简单制作的活性炭已经无法满足工业生产脱硫的要求，因此陆续出现了众多新型脱硫方法，但是因为脱硫成本高或者工艺过于复杂，很少进行工业应用，活性炭仍然是解决脱硫问题的最心仪材料。经过多年研究，改性活性炭有着良好的发展前景，并且可以有效解决脱硫问题，而本发明在此基础上研究了深度脱除天然气中有机硫方法，彻底解决目前脱硫难、脱有机硫难问题。
本发明以利用粉煤灰为出发点，从吸附剂的过渡金属改性着手，深入研究表面负载金属改性吸附剂的脱硫效果，开发了一种新型气体中有机硫吸附剂的制备方法，增强有机硫的选择性、提升硫化物吸附容量，使其扩大应用范围，成功解决天然气深度脱硫的问题。
发明内容
本发明为了充分利用粉煤灰中的硅和铝元素，制备气体脱硫用的多孔吸附剂材料，实现废弃物的资源化利用。在特定的条件先合成多孔的分子筛材料，具有大比表面积的优势为吸附脱除气体中的硫化物提高吸附场所。同时利用粉煤灰富含铁、铜、镁、钛、锰、锌、镍等过渡金属，在合成分子筛过程中这些过渡进行嵌入分子筛结构中，形成富含过渡金属的改性分子筛结构。这些过渡金属元素大部分都存在大量空轨道，空轨道对具有故对电子的硫原子具有选择吸附性能，因此，本发明以粉煤灰为主要原料制备富含过渡金属改性的分子筛对硫化物具有优异的吸附性能。
本发明的吸附剂制备方法如下：
一种用于气体中有机硫化物吸附脱除剂，该吸附剂以粉煤灰为主要原料，富含过渡金属元素，具体制备过程如下：
(1)粉煤灰的预处理
称取粉煤灰和碳酸钠原料，按照100：80的比例在容器中进行均匀混合，于马弗炉中在700℃～900℃条件下焙烧60～120min；
(2)富铝液和富硅液的制备
用质量分数为10～25％的盐酸溶液，按照盐酸与焙烧后混合物50：28的质量比，对焙烧后混合物进行溶解、过滤，边加物料边搅拌，离心沉降后得到滤液为富铝液A和不溶物为固体提铝残渣；将所得的固体提铝残渣与氢氧化钠、水按质量比为50～100：20～80：100～800进行混合并搅拌均匀，然后离心沉降得到的滤液为富硅液，在富硅液中通入二氧化碳约1.5h后，调节pH值至中性，得到富硅液B；
(3)增硅液的配置
用水将硅酸钠溶液、胶态二氧化硅按照1～10：1～10的比例加入到水中，水的加入量按照硅含量为10％的比例控制，混合后得到增硅液C；
(4)过渡金属改性剂的配制
将硝酸铜、硝酸镍、硝酸锌中的一种溶于水中，配成0.01mol/L的溶液，然后按照0.05mol/L的浓度添加离子稳定剂，离子稳定剂包括乙二胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸、羟基乙酸中一种或几种，将离子稳定剂加入混合物中并且搅拌30min后，得到过渡金属改性剂D；
(5)分子筛晶种E
将13X分子筛磨成粉状，在100℃条件下干燥5h后得到分子筛晶种E；
(6)吸附剂母液的调配
将富铝液A、富硅液B、增硅液C和过渡金属改性剂D按照0.1～10：0.1～10：0.1～10：0.01～1.0的体积比例进行混合，搅拌1h后加入分子筛晶种E，晶种E的加入量按照总溶液体积计算，浓度为0.01～5g/L，室温下搅拌2h得到吸附剂母液；
(7)晶化合成
将搅拌后的吸附剂母液转移到水热反应釜中，将水热反应釜放入烘箱内反应，晶化温度为60～120℃，晶化时间为10～30h；
(8)吸附剂后处理与干燥
反应后用水洗涤至中性，然后将产物在真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为4～6h后，然后进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物为气体中有机硫化物吸附脱除剂。吸附剂对气体中硫化物的吸附性能评价方法如下：
配置含甲硫醇、乙硫醇、二甲基二硫化物、甲硫醚、乙硫醚几种硫化物，氮气为平衡气的模拟气体，其中总硫含量为200mg/m3。利用实验室的固定吸附床在线评价系统实时监测固定床出口硫浓度，保持含硫气体流量一定的情况下，在室温条件下，对比相同质量的吸附剂的吸附情况。通过绘制吸附穿透曲线，计算吸附容量，对比各种吸附剂的吸附容量。同时为了评价吸附剂的性能，同时将商品化13X分子筛进行吸附脱硫性能评价。
本发明与现有技术发明对比，主要具有以下优势：
(1)本发明以粉煤灰为分子筛的主要原料，属于变废为宝，实现危险废物的资源化，具有重要的环保意义。
(2)相比于目前分子筛合成原料，使用粉煤灰来源广泛，成本较低，具有限制的经济优势。
(3)相比普通分子筛，本发明的分子筛具有原位过渡金属改性优势，利用粉煤灰自带的过渡金属，实验分子筛的原位改性，具有硫化物选择性高的优势。
(4)本发明的吸附剂制备技术简单，合成条件要求低，发明的吸附剂可以重复使用，符合循环经济型。相比于活性炭等吸附剂，该吸附剂使用条件要求低，可以在较高温度和压力的苛刻条件下使用，而且硬度大，多次使用后磨损损失小。
因此本发明的以粉煤灰为主要原料的吸附剂制备技术具有显著的进步性和创新性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明：
实施例1：
(1)粉煤灰的预处理
称取粉煤灰原料和碳酸钠，按照100：80的比例在容器中进行均匀混合，于马弗炉中在700℃～900℃条件下焙烧60～120min；
(2)富铝液和富硅液的制备
用质量分数为25％的盐酸溶液，按照盐酸与焙烧后混合物50：28的质量比，对焙烧后混合物进行溶解、过滤，边加边搅拌，离心沉降后得到滤液为富铝液A和固体提铝残渣；将所得的固体提铝残渣与氢氧化钠、水按质量比为100：80：600进行混合并搅拌均匀，然后离心沉降得到的滤液为富硅液，将富硅液中通入二氧化碳约1.5h，调节pH值至中性，得到富硅液B；
(3)增硅液的配置
用水将硅酸钠溶液、胶态二氧化硅按照2：1的比例加入到水中，水的加入量按照硅含量10％的比例控制，混合后得到增硅液C；
(4)过渡金属改性剂的配制
称取硝酸铜溶于水中，配成0.01mol/L溶液，然后按照0.05mol/L的浓度添加离子稳定剂，包括乙二胺四乙酸、柠檬酸，按照质量比1:1加入混合物中并且搅拌30min，得到过渡金属改性剂D；
(5)分子筛晶种E
将商品化的13X分子筛磨成粉状，在100℃条件下干燥5h后得到分子筛晶种E；
(6)吸附剂母液的调配
将富铝液A、富硅液B、增硅液C和过渡金属改性剂D按照体积比例10：10：0.2：0.05进行混合，搅拌1h后加入分子筛晶种E，晶种E的加入量按照总溶液体积计算，浓度为0.05g/L，室温下搅拌2h得到吸附剂母液；
(7)晶化合成
将搅拌后的吸附剂母液转移到水热反应釜中，将水热反应釜放入烘箱内反应，晶化温度为100℃，晶化时间为20h；
(8)吸附剂后处理与干燥
对晶化反应产物进行过滤，用水洗涤至中性，然后将产物在真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为6h后，进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物为气体硫化物吸附剂。
将制备的实施例1吸附剂按照气体中硫化物的吸附性能评价方法进行评价，计算得到有机硫化物的吸附容量为10.1mg/g。
实施例2：
(1)粉煤灰的预处理
称取粉煤灰原料和碳酸钠，按照100：80的比例在容器中进行均匀混合，于马弗炉中在700℃～900℃条件下焙烧60～120min；
(2)富铝液和富硅液的制备
用质量分数为25％的盐酸溶液，按照盐酸与焙烧后混合物50：28的质量比，对焙烧后混合物进行溶解、过滤，边加边搅拌，离心沉降后得到滤液为富铝液A和固体提铝残渣；将所得的固体提铝残渣与氢氧化钠、水按质量比为100：60：700进行混合并搅拌均匀，然后离心沉降得到的滤液为富硅液，将富硅液中通入二氧化碳约1.5h，调节pH值至中性，得到富硅液B；
(3)增硅液的配置
用水将硅酸钠溶液、胶态二氧化硅按照1：1的比例加入到水中，水的加入量按照硅含量10％的比例控制，混合后得到增硅液C；
(4)过渡金属改性剂的配制
称取硝酸铜溶于水中，配成0.01mol/L溶液，然后按照0.05mol/L的浓度添加离子稳定剂，包括乙二胺四乙酸、柠檬酸，按照质量比2:1加入混合物中并且搅拌30min，得到过渡金属改性剂D；
(5)分子筛晶种E
将商品化的13X分子筛磨成粉状，在100℃条件下干燥5h后得到分子筛晶种E；
(6)吸附剂母液的调配
将富铝液A、富硅液B、增硅液C和过渡金属改性剂D按照体积比例10：8：0.2：0.05进行混合，搅拌1h后加入分子筛晶种E，晶种E的加入量按照总溶液体积计算，浓度为0.05g/L，室温下搅拌2h得到吸附剂母液；
(7)晶化合成
将搅拌后的吸附剂母液转移到水热反应釜中，将水热反应釜放入烘箱内反应，晶化温度为100℃，晶化时间为20h；
(8)吸附剂后处理与干燥
对晶化反应产物进行过滤，用水洗涤至中性，然后将产物在真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为6h后，进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物为气体硫化物吸附剂。
将制备的实施例2吸附剂按照气体中硫化物的吸附性能评价方法进行评价，计算得到有机硫化物的吸附容量为15.5mg/g。
实施例3：
(1)粉煤灰的预处理
称取粉煤灰原料和碳酸钠，按照100：80的比例在容器中进行均匀混合，于马弗炉中在700℃～900℃条件下焙烧60～120min；
(2)富铝液和富硅液的制备
用质量分数为25％的盐酸溶液，按照盐酸与焙烧后混合物50：28的质量比，对焙烧后混合物进行溶解、过滤，边加边搅拌，离心沉降后得到滤液为富铝液A和固体提铝残渣；将所得的固体提铝残渣与氢氧化钠、水按质量比为100：80：500进行混合并搅拌均匀，然后离心沉降得到的滤液为富硅液，将富硅液中通入二氧化碳约1.5h，调节pH值至中性，得到富硅液B；
(3)增硅液的配置
用水将硅酸钠溶液、胶态二氧化硅按照1：1的比例加入到水中，水的加入量按照硅含量10％的比例控制，混合后得到增硅液C；
(4)过渡金属改性剂的配制
称取硝酸铜溶于水中，配成0.01mol/L溶液，然后按照0.05mol/L的浓度添加离子稳定剂，包括酒石酸、羟基乙酸，按照质量比1:1加入混合物中并且搅拌30min，得到过渡金属改性剂D；
(5)分子筛晶种E
将商品化的13X分子筛磨成粉状，在100℃条件下干燥5h后得到分子筛晶种E；
(6)吸附剂母液的调配
将富铝液A、富硅液B、增硅液C和过渡金属改性剂D按照体积比例10：5：0.1：0.05进行混合，搅拌1h后加入分子筛晶种E，晶种E的加入量按照总溶液体积计算，浓度为0.05g/L，室温下搅拌2h得到吸附剂母液；
(7)晶化合成
将搅拌后的吸附剂母液转移到水热反应釜中，将水热反应釜放入烘箱内反应，晶化温度为100℃，晶化时间为20h；
(8)吸附剂后处理与干燥
对晶化反应产物进行过滤，用水洗涤至中性，然后将产物在真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为6h后，进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物为气体硫化物吸附剂。
将制备的实施例3吸附剂按照气体中硫化物的吸附性能评价方法进行评价，计算得到有机硫化物的吸附容量为18.2mg/g。
实施例4：
(1)粉煤灰的预处理
称取粉煤灰原料和碳酸钠，按照100：80的比例在容器中进行均匀混合，于马弗炉中在700℃～900℃条件下焙烧60～120min；
(2)富铝液和富硅液的制备
用质量分数为25％的盐酸溶液，按照盐酸与焙烧后混合物50：28的质量比，对焙烧后混合物进行溶解、过滤，边加边搅拌，离心沉降后得到滤液为富铝液A和固体提铝残渣；将所得的固体提铝残渣与氢氧化钠、水按质量比为100：80：800进行混合并搅拌均匀，然后离心沉降得到的滤液为富硅液，将富硅液中通入二氧化碳约1.5h，调节pH值至中性，得到富硅液B；
(3)增硅液的配置
用水将硅酸钠溶液、胶态二氧化硅按照3：1的比例加入到水中，水的加入量按照硅含量10％的比例控制，混合后得到增硅液C；
(4)过渡金属改性剂的配制
称取硝酸铜溶于水中，配成0.01mol/L溶液，然后按照0.05mol/L的浓度添加离子稳定剂，包括酒石酸、羟基乙酸，按照质量比3:1加入混合物中并且搅拌30min，得到过渡金属改性剂D；
(5)分子筛晶种E
将商品化的13X分子筛磨成粉状，在100℃条件下干燥5h后得到分子筛晶种E；
(6)吸附剂母液的调配
将富铝液A、富硅液B、增硅液C和过渡金属改性剂D按照体积比例5：10：0.1：0.05进行混合，搅拌1h后加入分子筛晶种E，晶种E的加入量按照总溶液体积计算，浓度为0.05g/L，室温下搅拌2h得到吸附剂母液；
(7)晶化合成
将搅拌后的吸附剂母液转移到水热反应釜中，将水热反应釜放入烘箱内反应，晶化温度为100℃，晶化时间为20h；
(8)吸附剂后处理与干燥
对晶化反应产物进行过滤，用水洗涤至中性，然后将产物在真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为6h后，进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物为气体硫化物吸附剂。
将制备的实施例4吸附剂按照气体中硫化物的吸附性能评价方法进行评价，计算得到有机硫化物的吸附容量为13.8mg/g。
实施例5：
(1)粉煤灰的预处理
称取粉煤灰原料和碳酸钠，按照100：80的比例在容器中进行均匀混合，于马弗炉中在700℃～900℃条件下焙烧60～120min；
(2)富铝液和富硅液的制备
用质量分数为25％的盐酸溶液，按照盐酸与焙烧后混合物50：28的质量比，对焙烧后混合物进行溶解、过滤，边加边搅拌，离心沉降后得到滤液为富铝液A和固体提铝残渣；将所得的固体提铝残渣与氢氧化钠、水按质量比为100：100：800进行混合并搅拌均匀，然后离心沉降得到的滤液为富硅液，将富硅液中通入二氧化碳约1.5h，调节pH值至中性，得到富硅液B；
(3)增硅液的配置
用水将硅酸钠溶液、胶态二氧化硅按照1：2的比例加入到水中，水的加入量按照硅含量10％的比例控制，混合后得到增硅液C；
(4)过渡金属改性剂的配制
称取硝酸铜溶于水中，配成0.01mol/L溶液，然后按照0.05mol/L的浓度添加离子稳定剂，包括酒石酸、羟基乙酸，按照质量比1:1加入混合物中并且搅拌30min，得到过渡金属改性剂D；
(5)分子筛晶种E
将商品化的13X分子筛磨成粉状，在100℃条件下干燥5h后得到分子筛晶种E；
(6)吸附剂母液的调配
将富铝液A、富硅液B、增硅液C和过渡金属改性剂D按照体积比例5：10：0.1：0.05进行混合，搅拌1h后加入分子筛晶种E，晶种E的加入量按照总溶液体积计算，浓度为0.05g/L，室温下搅拌2h得到吸附剂母液；
(7)晶化合成
将搅拌后的吸附剂母液转移到水热反应釜中，将水热反应釜放入烘箱内反应，晶化温度为100℃，晶化时间为20h；
(8)吸附剂后处理与干燥
对晶化反应产物进行过滤，用水洗涤至中性，然后将产物在真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为6h后，进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物为气体硫化物吸附剂。
将制备的实施例5吸附剂按照气体中硫化物的吸附性能评价方法进行评价，计算得到有机硫化物的吸附容量为10.8mg/g。
对比例1
将粉煤灰进行干燥，干燥温度100℃，干燥时间6h后进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物作为对比例1吸附剂。
将制备的对比例1吸附剂按照气体中硫化物的吸附性能评价方法进行评价，计算得到有机硫化物的吸附容量为0.2mg/g。
对比例2
将活性炭进行干燥，干燥温度100℃，干燥时间6h后进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物作为对比例2吸附剂。
将制备的对比例2吸附剂按照气体中硫化物的吸附性能评价方法进行评价，计算得到有机硫化物的吸附容量为4.5mg/g。
对比例3
将13X分子筛进行干燥，干燥温度100℃，干燥时间6h后进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物作为对比例3吸附剂。
将制备的对比例3吸附剂按照气体中硫化物的吸附性能评价方法进行评价，计算得到有机硫化物的吸附容量为6.5mg/g。
对比例4
将硅胶分子筛进行干燥，干燥温度100℃，干燥时间6h后进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物作为对比例4吸附剂。
将制备的对比例4吸附剂按照气体中硫化物的吸附性能评价方法进行评价，计算得到有机硫化物的吸附容量为0.5mg/g。
本发明的气体中有机硫吸附剂采用粉煤灰为主要原料，具有来源广泛，成本低的优势，而且充分利用固体废物粉煤灰，实现了废物的资源化，充分利用了粉煤灰中的过渡金属元素为吸附有机硫提供了丰富的活性位点。通过固定吸附床评价发现，本发明的吸附剂对气体中有机硫具有优异的吸附性能，有机硫的吸附容量都在10mg/g以上，而且吸附后硫含量低，无异味，而且吸附容量比粉煤灰原料明显高。通过对比发现，本发明的吸附剂相比于活性炭、硅胶、分子筛的常用吸附剂，具有更加优异的吸附性能。吸附脱硫性能结果表明，本发明的吸附剂是一种优异的有机硫吸附剂，具有广阔的应用前景。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明一种用于气体中有机硫化物脱除的吸附剂及应用所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (1)
1.一种用于气体中有机硫化物吸附脱除剂，该吸附剂以粉煤灰为主要原料，富含过渡金属元素，具体制备过程如下：
(1)粉煤灰的预处理
称取粉煤灰和碳酸钠原料，按照100：80的比例在容器中进行均匀混合，于马弗炉中在700℃～900℃条件下焙烧60～120min；
(2)富铝液和富硅液的制备
用质量分数为10～25％的盐酸溶液，按照盐酸与焙烧后混合物50：28的质量比，对焙烧后混合物进行溶解、过滤，边加物料边搅拌，离心沉降后得到滤液为富铝液A和不溶物为固体提铝残渣；将所得的固体提铝残渣与氢氧化钠、水按质量比为50～100：20～80：100～800进行混合并搅拌均匀，然后离心沉降得到的滤液为富硅液，在富硅液中通入二氧化碳约1.5h后，调节pH值至中性，得到富硅液B；
(3)增硅液的配置
用水将硅酸钠溶液、胶态二氧化硅按照1～10：1～10的比例加入到水中，水的加入量按照硅含量为10％的比例控制，混合后得到增硅液C；
(4)过渡金属改性剂的配制
将硝酸铜、硝酸镍、硝酸锌中的一种溶于水中，配成0.01mol/L的溶液，然后按照0.05mol/L的浓度添加离子稳定剂，离子稳定剂包括乙二胺四乙酸、柠檬酸、酒石酸、羟基乙酸中一种或几种，将离子稳定剂加入混合物中并且搅拌30min后，得到过渡金属改性剂D；
(5)分子筛晶种E
将13X分子筛磨成粉状，在100℃条件下干燥5h后得到分子筛晶种E；
(6)吸附剂母液的调配
将富铝液A、富硅液B、增硅液C和过渡金属改性剂D按照0.1～10：0.1～10：0.1～10：0.01～1.0的体积比例进行混合，搅拌1h后加入分子筛晶种E，晶种E的加入量按照总溶液体积计算，浓度为0.01～5g/L，室温下搅拌2h得到吸附剂母液；
(7)晶化合成
将搅拌后的吸附剂母液转移到水热反应釜中，将水热反应釜放入烘箱内反应，晶化温度为60～120℃，晶化时间为10～30h；
(8)吸附剂后处理与干燥
反应后用水洗涤至中性，然后将产物在真空干燥箱中进行干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为4～6h后，然后进行压片、筛分，得到的20～40目的颗粒物为气体中有机硫化物吸附脱除剂。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101734683A (zh) * | 2009-12-29 | 2010-06-16 | 大唐国际化工技术研究院有限公司 | 一种13x型分子筛及其制备方法 |
| CN108160041A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-15 | 中国石油大学(华东) | 一种气体中硫化物深度吸附脱硫剂及制备方法 |
| CN108658090A (zh) * | 2017-03-29 | 2018-10-16 | 神华集团有限责任公司 | 粉煤灰酸法提铝残渣制备13x型分子筛和高硅丝光沸石的方法及粉煤灰的利用方法 |
| CN109879295A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-06-14 | 太原理工大学 | 一种zsm-5分子筛 |
| CN110201637A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-06 | 中国石油大学(华东) | 一种用于天然气中有机硫化物脱除吸附剂的制备方法 |
| CN114272892A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-04-05 | 中国华电科工集团有限公司 | 一种co2捕集吸附剂及其制备方法和应用 |
-
2023
- 2023-04-10 CN CN202310377591.3A patent/CN116510684A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101734683A (zh) * | 2009-12-29 | 2010-06-16 | 大唐国际化工技术研究院有限公司 | 一种13x型分子筛及其制备方法 |
| CN108658090A (zh) * | 2017-03-29 | 2018-10-16 | 神华集团有限责任公司 | 粉煤灰酸法提铝残渣制备13x型分子筛和高硅丝光沸石的方法及粉煤灰的利用方法 |
| CN108160041A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-15 | 中国石油大学(华东) | 一种气体中硫化物深度吸附脱硫剂及制备方法 |
| CN109879295A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-06-14 | 太原理工大学 | 一种zsm-5分子筛 |
| CN110201637A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-06 | 中国石油大学(华东) | 一种用于天然气中有机硫化物脱除吸附剂的制备方法 |
| CN114272892A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-04-05 | 中国华电科工集团有限公司 | 一种co2捕集吸附剂及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 吴正直: "《粉煤灰综合利用》", 30 July 2013, 中国建材工业出版社, pages: 42 * |
| 宋乐春: "MCM-41介孔分子筛的有机—无机修饰及其对碳四烃脱硫基础研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》, 15 July 2017 (2017-07-15), pages 13 - 14 * |
| 朱晓云等: "《有色金属特种功能粉体材料制备技术及应用》", 31 October 2011, 冶金工业出版社, pages: 334 * |
| 沈笑君等: "粉煤灰酸渣碱溶液提硅的影响因素", 《黑龙江科技大学学报》, vol. 32, no. 2, 30 April 2022 (2022-04-30), pages 139 - 140 * |
| 荆洁颖: "《高分散纳米催化剂制备及光催化应用》", 30 September 2017, 冶金工业出版社, pages: 87 * |
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