专利名称：一种低氟硫化物杂质脱除分子筛吸附剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种分子筛吸附剂，具体地说涉及一种用于脱除低氟硫化物杂质的分子筛吸附剂。
本发明还涉及上述分子筛吸附剂的制备方法。
背景技术：
六氟化硫(SF6)电器是一种具有无毒，绝缘能力强，灭弧迅速等性能优异的电器设备，已被普遍使用。SF6虽是化学性稳定，绝缘能力可靠的物质，然而在制造过程遗留的杂质，以及在电弧的高温作用下，通过电解和电离作用而分解的微量低氟硫化物杂质，如SOF2、SF4、SF2、SO2F2等均属剧毒气体，侵害人体肺部，严重危害操作人员的健康，而且当有微量水存在时，这些低氟硫化物逐渐分解生成HF、SO2和H2SO3等强腐蚀性物质，不仅对人体有害，而且严重的腐蚀电器设备的材质，影响电器设备的性能，因此必须将上述杂质气体脱除。
中国专利CN85102711发明的F-03分子筛吸附剂，用于SF6电器中，是吸附SF6被电弧作用或火花放电后产生的剧毒低氟硫化物杂质气体(如SOF2、SF4、SO2F2和SO2等)，酸气和水份等的吸附剂，也适用于任何具有上述气体的系统，如工业生产SF6气体的净化等。该吸附剂的吸附活性物质为LiX、NaX和CaA沸石。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低氟硫化物杂质脱除分子筛吸附剂。
本发明的又一目的在于提供一种制备上述分子筛吸附剂的方法。
为实现上述目的，本发明提供的低氟硫化物杂质脱除分子筛吸附剂，各组份的重量百分比为LiLSX分子筛5-35％；CaA分子筛5-35％；粘结剂5-20％；其中LiLSX为锂交换的X型分子筛，其SO2/Al2O3＝2.0。
所述的分子筛吸附剂，其中粘结剂为粘土、高岭土、白土或膨润土，优选为粘土。
所述的分子筛吸附剂，其组份中还含有重量百分比0-10％的MCM-41分子筛。
所述的分子筛吸附剂，其组份中还含有重量百分比0-20％的NaX分子筛。
本发明提供的制备上述分子筛吸附剂的方法，其步骤如下a)制备SiO2/Al2O3＝2.0的低硅X型分子筛LSX；b)用0.5-1.5M的LiCl溶液与LSX分子筛在85-95℃进行Li+离子交换1-2小时，洗至无Cl-离子，烘干，制成LiLSX分子筛；c)将LiLSX分子筛、CaA分子筛和粘结剂混合，粉碎，用助粘结剂拌湿、成型、干燥；d)在500-600℃下焙烧1-6小时，得目标产物。
所述的方法，其步骤c中还加入有MCM-41分子筛，其吸水量＞70％。
所述的方法，其步骤c中还加入有NaX分子筛。
所述的方法，其CaA分子筛和NaX分子筛的吸水量分别为25％和30％。
所述的方法，其中助粘结剂为1-10％的羧甲基纤维素钠溶液、淀粉溶液或田菁粉溶液。优选羧甲基纤维素钠溶液。
由本发明提供的吸附剂与公知技术相比，其优越性在于，吸附SOF2、SO2、S2F10O、酸气和水份的速度快，容量大，杂质残余量少等。
具体实施例方式
下面通过实例对本发明的技术给予进一步地说明，但并不限于这些例子。
以下实施例中所用的原料为
MCM-41分子筛按中国专利CN1110252A提供的方法制备，吸水量＞70％；LSX(低硅X型)分子筛按Gunter H.Kuhl于Zeoliters(1987)7期第451页标题为″Crystallization of Low-Silica Faujasite″论文提供的方法制备，其中SiO2/Al2O3＝2.0；Li+离子交换方法为20克LiCl溶解于500毫升去离子水中，待完全溶解后，加入100克LSX沸石，于85-95℃，搅拌离子交换1小时，待溶液冷却后，过滤，用去离子水洗涤至滤液中无Cl-离子为止，滤饼在100℃下干燥3小时得锂交换的X型分子筛LiLSX。
CaA和NaX分子筛采用商品CaA和NaX分子筛，吸水量分别为25％和30％。
粘结剂采用山西阳泉羊甘土。
助粘结剂采用4％的羧甲基纤维素钠溶液。
实施例1先将干基(550℃焙烧2小时)的10克的MCM-41分子筛，45克LiLSX分子筛，25克CaA分子筛和20克粘土混合研磨，过120目筛子，然后用适量的羧甲基纤维素钠溶液拌湿，挤成直径为3mm的条，100℃下干燥，加工成3-5mm的柱状颗粒，在570℃下焙烧3小时得成品。
实施例2用实施例1所得吸附剂12克，充入吸附罐含杂质SF6气体10.5立升，此气体是采用SF6配以经40千安13次燃弧和2千安54次燃弧后的含杂质SOF20.65％、SO24.3％、和S2F10O 72ppm，室温下静态吸附22小时后，采用气相色谱法分析残余杂质含量，结果为SOF2＜1ppm，SO2未检出，S2F10O为1ppm。
实施例3用LiLSX分子筛30克，CaA分子筛25克，NaX分子筛20克，MCM-41分子筛10克和粘土15克，混合均匀制成吸附剂。用12克吸附剂，充入吸附罐中例1用气体12立升，试验结果为吸附30小时后，SOF2、SO2和S2F10O的含量均＜1ppm。
实施例4按照实施例3制备的吸附剂10克，充入吸附罐中含SO2F20.3％的SF6气体10立升，静态吸附20小时后，SF6中残余SO2F2为1.8ppm。
实施例5按照实施例3制备的吸附剂20克，充入吸附罐中酸度(以HF计)为2502ppm的SF6气体15立升，静态吸附24小时后，SF6气体中酸度降为0.5ppm。
实施例6用MCM-41分子筛5克，LiLSX分子筛20克，CaA分子筛35克，NaX分子筛25克和粘土15克，制得吸附剂。用吸附剂20克，充入吸附罐例2用气体12立升，静态吸附48小时后，SF6气体中残余SOF2＜1ppm，SO21ppm，S2F10O未检出。
实施例7用LiLSX分子筛32克，CaA分子筛27克，NaX分子筛21克，粘土20克，混合均匀制成吸附剂。用12克吸附剂，充入吸附罐中实施例1用气体12立升，试验结果为吸附30小时后，SOF2、SO2和S2F10O的含量均＜1ppm。
本发明的技术原理是采用LiLSX分子筛，因为SiO2/Al2O3低，阳离子位置增加，更容易吸附极性剧毒杂质及酸气HF。为适应在大量SF6气体存在下，不同分子大小，不同极性杂质的选择吸附脱除，本吸附剂添加适量的高吸水量超大孔分子筛MCM-41，增加的高吸水量超大孔MCM-41分子筛可将气体中的水份及大分子S2F10O快速吸咐，免除了水份对其他剧毒杂质的吸咐竞争，使其吸咐速度和容量增加；本发明将LiX改为LiLSX，又增加了MCM-41分子筛，结合了化学和物理改性的作用，从而使吸附剂既有优先吸附水份和大分子的能力，又提高了吸附容量和速度。
权利要求
1.一种低氟硫化物杂质脱除分子筛吸附剂，各组份的重量百分比为LiLSX分子筛5-35％；CaA分子筛5-35％；粘结剂5-20％；其中LiLSX为锂交换的X型分子筛，其SO2/Al2O3＝2.0。
2.如权利要求1的分子筛吸附剂，其特征在于，所述粘结剂为粘土、高岭土、白土或膨润土。
3.如权利要求1或2的分子筛吸附剂，其特征在于，所述粘结剂为粘土。
4.如权利要求1的分子筛吸附剂，其特征在于，组份中还含有重量百分比0-10％的MCM-41分子筛。
5.如权利要求1的分子筛吸附剂，其特征在于，组份中还含有重量百分比0-20％的NaX分子筛。
6.一种制备权利要求1所述吸附剂的方法，其步骤如下a)制备SiO2/Al2O3＝2.0的低硅X型分子筛LSX；b)用0.5-1.5M的LiCl溶液与LSX分子筛在85-95℃进行Li+离子交换1-2小时，洗至无Cl-离子，烘干，制成LiLSX分子筛；c)将LiLSX分子筛、CaA分子筛和粘结剂混合，粉碎，用助粘结剂拌湿、成型、干燥；d)在500-600℃下焙烧1-6小时，得目标产物。
7.如权利要求6的方法，其特征在于，步骤c中还加入有MCM-41分子筛，其吸水量＞70％。
8.如权利要求6的方法，其特征在于，步骤c中还加入有NaX分子筛。
9.如权利要求6的方法，其特征在于，CaA分子筛和NaX分子筛的吸水量分别为25％和30％。
10.如权利要求6的方法，其特征在于，所述助粘结剂为1-10％的羧甲基纤维素钠溶液、淀粉溶液或田菁粉溶液。
11.如权利要求6或10的方法，其特征在于，所述助粘结剂为羧甲基纤维素钠溶液。
全文摘要
一种低氟硫化物杂质脱除分子筛吸附剂，含有5－35％的LiLSX分子筛、5－35％的CaA分子筛、5－20％的粘结剂。其制备方法为a)制备SiO
文档编号B01J20/30GK1981922SQ20051012647
公开日2007年6月20日 申请日期2005年12月14日 优先权日2005年12月14日
发明者李宏愿, 尹东红, 李东文, 李文震 申请人:李宏愿