CN1325146C

CN1325146C - 脱氯剂及其制备方法

Info

Publication number: CN1325146C
Application number: CNB2005100271860A
Authority: CN
Inventors: 豆斌林; 陈兵兵
Original assignee: Shanghai University of Electric Power
Current assignee: Shanghai University of Electric Power; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: CN1724119A

Abstract

本发明公开了一种脱氯剂及其制备方法，所述脱氯剂其成分包括：聚己烯醇5～10wt%、膨润土30～60wt%、十六烷基三甲基溴化铵5wt%、氢氧化钠5～20wt%、氢氧化镁10～40wt%和氢氧化铜5～20wt%。所述脱氯剂的制备方法是将聚己烯醇、层状膨润土矿物和十六烷基三甲基溴化铵在40～80℃温度下与氢氧化钠、氢氧化镁和氢氧化铜的混合碱溶液进行浆液合成反应；待充分反应后，将反应产物挤压成形，在80～100℃温度下烘干4h，然后在650℃温度下焙烧10h制得所述脱氯剂。本发明的脱氯剂脱氯精度小于0.1mg/m³，氯容量高，使用温度达923K，热稳定性好，制备过程简单、可控，成本很低且环境友好。

Description

脱氯剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及高温深度脱除氯化氢气体的新型环境友好脱氯剂，更具体的说本发明涉及一种用于煤气化高温煤气、生物质制气及各种燃烧发电、化工含氯气体深度脱除氯化氢的脱氯剂及其制备方法。

背景技术

许多昂贵的催化剂在含氯化氢的气氛中使用时会中毒失效，工业上在制合成气、高温煤气、生物质制气及各种燃烧发电过程中需要解决从中脱除氯化氢气体的问题。国内外出现的脱氯剂种类很多，但仍有许多问题亟待解决，例如钙基活性成分的脱氯剂，易于吸收水蒸气而影响性能并加速粉化，而将碱金属或碱土金属负载于预先改性处理的有机粘土载体的脱氯剂制备步骤繁多，不仅引入组份困难，而且难以实现多种碱金属/碱土金属最优化的负载比例和负载量，可控性差。另外目前的脱氯剂普遍存在使用成本高、热稳定性差、脱氯剂失效后容易造成二次污染等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种性能优越、使用范围宽且环境友好的廉价脱氯剂及其制备方法。

本发明采用的技术方案：一种脱氯剂，其制备原料成分包括：聚己烯醇5～10wt％、膨润土30～60wt％、十六烷基三甲基溴化铵5wt％、氢氧化钠5～20wt％、氢氧化镁10～40wt％和氢氧化铜5～20wt％。

所述脱氯剂的制备方法是将聚己烯醇、层状膨润土矿物和十六烷基三甲基溴化铵在40～80℃温度下与氢氧化钠、氢氧化镁和氢氧化铜的混合碱溶液进行浆液合成反应；待充分反应后，将反应产物挤压成条形，在80～100℃温度下烘干4h，然后在650℃温度下焙烧10h制得所述脱氯剂。

本发明的有益效果：天然膨润土的晶体结构普遍认为是二层硅氧四面体晶片与其间的铝氧八面体晶片相结合形成晶层，构成2∶1结构，每层具有高度有序的晶格排列，层与层之间为弱的分子键，层间弱键合的离子可以被其它离子所取代，同时可调节层间的距离，这些独特天然的结构使其具有离子交换性、膨胀性、触变性、粘结性及吸附性等许多有价值的特性，是良好的制备脱氯剂的前体材料。本发明将氢氧化钠、氢氧化镁和氢氧化铜的混合碱溶液引入到膨润土结构中，不仅加强了体系的骨架结构，进一步提高了热稳定性能，使用温度达923K，而且也有助于物质的多孔化、复合化和功能化。本发明充分利用了层状膨润土独特的层间可膨胀性，很好的吸附性及离子交换性能，以聚己烯醇为表面活性剂，添加十六烷基三甲基溴化铵，在发挥表面多元活性中心协同作用的同时，充分考虑了强化传热、传质、加速化学反应的因素，脱氯精度小于0.1mg/m³，利用率及氯容量很高(在823K，尾气0.1mg/m³的穿透氯容量达55.3％)。本发明所用主要原料均为廉价而丰富的矿物和氢氧化物，制备过程简单、可控，不涉及复杂的设备和工序，成本很低。本发明的脱氯剂属多组分复合型脱氯剂，性能优越，使用范围宽，在实验中实现了对HCl气体的高温深度脱除。本发明的脱氯剂环境友好，在吸收反应氯化氢气体后，其成分的氧被氯替代，废的脱氯剂主要为膨润土夹杂脱氯反应后生成的氯化物盐类，即使直接抛弃，也绝不可能发生氯离子的二次污染。

附图说明

图1是实施例一氯容量与温度关系图；

图2是实施例一穿透曲线图；

图3是实施例二氯容量与温度关系图；

图4是实施例二穿透曲线图；

图5是实施例三氯容量与温度关系图；

图6是实施例三穿透曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细描述：一种脱氯剂，其成分包括：聚己烯醇5～10wt％、膨润土30～60wt％、十六烷基三甲基溴化铵5wt％、氢氧化钠5～20wt％、氢氧化镁10～40wt％和氢氧化铜5～20wt％。

所述脱氯剂的制备方法是将聚己烯醇、层状膨润土矿物和十六烷基三甲基溴化铵在40～80℃温度下与氢氧化钠、氢氧化镁和氢氧化铜的混合碱溶液进行浆液合成反应；待充分反应后，将反应产物挤压成形，在80～100℃温度下烘干4h，然后在650℃温度下焙烧10h制得所述脱氯剂。

性能测试：

脱氯反应产物中的MgCl₂，CuCl₂和NaCl，MgCl₂的熔点最低(为974K)，因此，当温度超过974K脱氯剂活性组份之一的MgO将失去作用，这必将影响脱氯剂的脱氯性能，因此，本发明脱氯剂的最高使用温度应当小于974K。脱氯性能的测试条件为：内径10mm固定床反应器，入口HCl气体浓度为1000mg/m³，空速为3000h^-1，脱氯剂颗粒为0.3～0.5mm，样品装填时要在脱氯固定床反应器内设1～2层孔径小于剂种粒径的钢丝网，网上面铺设厚度为200mm、粒度为约10mm的瓷球，脱氯剂床层应尽量装填平整均匀，载气采用氮气，氯容量与温度的关系在反应10h的条件下测定，穿透曲线在高径比为6的条件下测定，常压操作。性能测试表明，本发明脱氯剂的堆比重为0.60～0.80g.ml¹，侧压强度为90～110N/cm，比表面积为80～100m²/g。以0.1mg/m³作为尾气穿透，测试发现在623K、723K和823K反应尾气达0.1mg/m³的穿透时间分别大于16.1h、16.9h和22.8h，穿透氯容量依次大于48.2％、50.5％和55.3％。穿透曲线也暗示，本发明脱氯剂饱和所需要的时间很长，在80h以后才趋向于饱和状态，脱氯性能在573～923K范围，随温度的升高而增加。

实施例一

脱氯剂的组成配方：

膨润土50wt％，化学试剂聚己烯醇5wt％，十六烷基三甲基溴化铵5wt％，Mg(OH)₂(20wt％)，Cu(OH)₂(8wt％)，NaOH(12wt％)。

性能测试：

堆积密度为0.76g.ml¹，侧压强度为103N/cm，BET测试的比表面积为93.356m²/g。

温度与氯容量的关系见图1所示，穿透曲线如图2所示。

实施例二

脱氯剂的组成配方：

膨润土55wt％，化学试剂聚己烯醇5wt％，十六烷基三甲基溴化铵5wt％，Mg(OH)₂(15wt％)，Cu(OH)₂(5wt％)，NaOH(15wt％)。

性能测试：

堆积密度为0.70g.ml¹，侧压强度为95N/cm，BET测试的比表面积为98.267m²/g。

温度与氯容量的关系见图3所示，穿透曲线如图4所示。

实施例三

脱氯剂的组成配方：

膨润土40wt％，化学试剂聚己烯醇8wt％，十六烷基三甲基溴化铵5wt％，Mg(0H)₂(17wt％)，Cu(OH)₂(10wt％)，NaOH(20wt％)。

性能测试：

堆积密度为0.78g.ml¹，侧压强度为108N/cm，BET测试的比表面积为82.305m²/g。

温度与氯容量的关系见图5所示，穿透曲线如图6所示。

以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种脱氯剂，其制备原料包括：聚己烯醇5～10wt％、膨润土30～60wt％、十六烷基三甲基溴化铵5wt％、氢氧化钠5～20wt％、氢氧化镁10～40wt％和氢氧化铜5～20wt％。

2.一种权利要求1所述脱氯剂的制备方法，其特征是：将聚己烯醇、层状膨润土矿物和十六烷基三甲基溴化铵在40～80℃温度下与氢氧化钠、氢氧化镁和氢氧化铜的混合碱溶液进行浆液合成反应；待充分反应后，将反应产物挤压成形，在80～100℃温度下烘干4h，然后在650℃温度下焙烧10h制得所述脱氯剂。