一种铁系防毒除臭脱硫剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于硫化氢脱硫技术领域，具体涉及一种铁系防毒除臭脱硫剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]凡含硫的化合物通过各类反应都有生成硫化氢的可能性，工业废气中的硫化氢主要源于炼油厂、天然气净化厂、煤气净化厂、冶炼厂、制革厂、氮肥厂、农药厂等，但在数量上以炼油厂，天然气净化厂，煤气净化厂和合成氮肥原料气为主。H2S在天然气、焦炉煤气和半水煤气等工业气体中是一种有害杂质，它的存在不仅会引起设备和管路腐蚀、催化剂中毒，而且具有臭鸡蛋气味的恶臭气体，对人体而言毒性很大，属必须消除或控制的环境污染物之一。在《恶臭污染物排放标准》GBI4554-93中，硫化氢是被限制排放的污染物之一。
[0003]从环境保护的角度出发，我国已对从空气中排除硫化氢进行了一些研宄，已成功地采用化学或物理化学的方法净化处理高浓度或者低浓度的硫化氢气体，并取得了一定进步。研宄和开发的气体硫化氢脱除方法很多，根据净化方法的特点，可把净化含硫化氢废气的方法分为:(I)吸收法:物理溶剂吸收、化学溶剂吸收；(2)吸附法:不可再生的吸附剂吸附，可再生的吸附剂吸附；(3)氧化法:干法氧化、湿法氧化；(4)分解法:热分解、微波技术分解；(5)生物法。但是，湿法脱硫负荷高，脱硫精度低，不适合气体的精脱；生物法及分解法操作条件复杂，而且成本较高，目前还不能得到广泛应用；国内使用的干法脱硫剂主要以氧化铁，氧化锌及活性炭为主。但常规的氧化铁脱硫剂由于受化学平衡的限制，很难达到精脱硫，且受被夹带的水蒸汽影响，从而降低效果。氧化锌虽然能精脱硫，但需高温，价格昂虫贝ο
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种可循环利用、比表面积大、无污染，反应速度快、运行成本低的铁系防毒除臭脱硫剂，本发明还提供了一种铁系防毒除臭脱硫剂的制备方法。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种铁系防毒除臭脱硫剂，该铁系防毒除臭脱硫剂由以下成分组成:碳含量为0.2-0.5%的低碳铁粉100-300重量份，异氰酸酯3-10重量份，纳米凹凸棒土 5-10重量份，二甲基硅油0.5-1.5重量份，草酸3_5重量份，I %浓度的碳酸钠10-20重量份，普通活性炭颗粒80-150重量份；
[0006]该铁系防毒除臭脱硫剂的制备方法如下:
[0007]A、选取含铁量为60?70%低碳钢铁材料，用粉碎机将该钢铁材料粉碎成100?300目的细粉；
[0008]B、将步骤A中的细粉经过磁选机在在功率为5.5瓦的条件下加工使其含铁量达到90%以上，碳含量为0.2-0.5%的铁粉；
[0009]C、在温度为1500°C条件下加入异氰酸酯到B步骤的铁粉中，待进入发泡阶段时融入纳米凹凸棒，反应15min后，加入二甲基硅油，搅拌15min，冷却至室温，再加入草酸，搅拌反应lOmin，再通过粉碎机粉碎到20?120目颗粒；
[0010]D、将C步骤的颗粒在500°C条件下在含一氧化碳气流的加热炉中反应2h，冷却至室温，得到极化改性后的铁粉颗粒；
[0011]20-40目普通活性炭颗粒用蒸馏水洗涤3次，然后在蒸馏水中浸泡12h，然后放入烘箱中在110°C的温度下干燥24h，而后用I %浓度的碳酸钠溶液浸泡12h，再烘干；
[0012]F、将D中的极化改性后的铁粉颗粒和E步骤中的烘干后的普通活性炭颗粒按重量比为1:1的比例混合即得铁系防毒除臭脱硫剂。
[0013]由于铁和碳之间形成电极电位差，可以形成巨大的原电池，因此生成的产物可以去除硫化氢。
[0014]本发明所使用的原料都可以在市场上通过商购的方式获得，其中，所述的二甲基硅油是由青岛兴业有机硅新材料有限公司生产的，所述的粉碎机是由福建丰力机械公司生产的ACM-B粉碎机，所述的磁选机郑州开元机械生产的XCT465型磁选机。本发明提供的铁系防毒除臭脱硫剂的制备方法主要是利用了极化改性的技术手段，在制备过程中通过1500°C条件下加入纳米凹凸棒对该材料进行极化改性处理，使此材料具有良好的表面活性，并增强其氧化还原反应的阴阳极性能。
[0015]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、极化改性铁与普通铁肩相比存在着孔径均匀的孔道，其比表面积较大，孔隙率较高，从而使其具有独特的吸附作用。由于固体表面有过剩的表面自由能，即表面有吸附力场存在，使固体表面对气体具有吸附作用。
[0017]2、活性炭在常温下具有加速H2S氧化为S的催化作用。同时，气体中含有水分和氨气可提高活性炭脱硫速度和效率。
[0018]3、极化改性铁是由钢铁材料经过研磨、磁选后再经过高温烧结、冷却、破碎和筛选而得到的多孔状颗粒物质，其主要成分为铁单质和铁氧化物。铁与活性炭可形成原电池:
[0019]阳极(Fe):Fe_2e — Fe2+
[0020]阴极(C):2H++2e — H2
[0021]若水中有溶解氧，则
[0022]02+4H++4e — 2H20
[0023]2H20+02+4e — 4 OH
[0024]2Fe2++02+4H+— 2H 20+Fe3+
[0025]受到硫化氢腐蚀以后阳极的最终产物就是硫化亚铁，该产物通常是一种有缺陷的结构，不能阻止氢离子通过。它与铁表面的粘结力差，易脱落，易氧化，且电位较正，因而作为阴极与铁基体构成一个宏观的微电池，继续进行腐蚀。使水溶液中聚集大量Fe2+、Fe3+，进而与硫化氢反应。
[0026]由此说明本发明中极化改性铁与活性炭结合后形成的微电池具有很好的脱硫效果O
【具体实施方式】
[0027]以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0028]实施例1
[0029]—种铁系防毒除臭脱硫剂的制备方法:
[0030]A、选取含铁量为70%低碳钢铁材料，用粉碎机将该钢铁材料粉碎成100?200目的细粉；
[0031]B、将步骤A中的细粉经过磁选机在在功率为5.5瓦的条件下加工使其含铁量达到90%，碳含量为0.2%的铁粉；
[0032]C、在温度为1500°C条件下加入异氰酸酯到B步骤的铁粉中，待进入发泡阶段时融入纳米凹凸棒，反应15min后，加入二甲基硅油，搅拌15min，冷却至室温，再加入草酸，搅拌反应lOmin，再通过粉碎机粉碎到120目颗粒；
[0033]D、将C步骤的颗粒在500°C条件下在含一氧化碳气流的加热炉中反应2h，冷却至室温，得到极化改性后的铁粉颗粒；
[0034]40目普通活性炭颗粒用蒸馏水洗涤3次，然后在蒸馏水中浸泡12h，然后放入烘箱中在110°c的温度下干燥24h，而后用1%浓度的碳酸钠溶液浸泡12h，再烘干；
[0035]F、将D中的极化改性后的铁粉颗粒和E步骤中的烘干后的普通活性炭颗粒按重量比为1:1的比例混合即得铁系防毒除臭脱硫剂。
[0036]将本实施例所制产品30g装入入内径为2cm的玻璃管中，在空速3001^的条件下，做脱硫实验，检测结果如下，脱硫前H2S的含量为100-200mg/m3，脱硫后H2S的含量为0.4mg/
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[0037]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种铁系防毒除臭脱硫剂及其制备方法，其特征在于:该铁系防毒除臭脱硫剂由以下成分组成:碳含量为0.2-0.5 %的低碳铁粉100-300重量份，异氰酸酯3-10重量份，纳米凹凸棒土 5-10重量份，二甲基硅油0.5-1.5重量份，草酸3-5重量份，I %浓度的碳酸钠10-20重量份，普通活性炭颗粒80-150重量份； 该铁系防毒除臭脱硫剂的制备方法如下: A、选取含铁量为60?70%低碳钢铁材料，用粉碎机将该钢铁材料粉碎成100?300目的细粉； B、将步骤A中的细粉经过磁选机在在功率为5.5瓦的条件下加工使其含铁量达到90 %以上，碳含量为0.2-0.5%的铁粉； C、在温度为1500°C条件下加入异氰酸酯到B步骤的铁粉中，待进入发泡阶段时融入纳米凹凸棒，反应15min后，加入二甲基硅油，搅拌15min，冷却至室温，再加入草酸，搅拌反应lOmin，再通过粉碎机粉碎到20?120目颗粒； D、将C步骤的颗粒在500°C条件下在含一氧化碳气流的加热炉中反应2h，冷却至室温，得到极化改性后的铁粉颗粒； E、将粒径为20-40目普通活性炭颗粒用蒸馏水洗涤3次，然后在蒸馏水中浸泡12h，然后放入烘箱中在110°C的温度下干燥24h，而后用1%浓度的碳酸钠溶液浸泡12h，再烘干； F、将D中的极化改性后的铁粉颗粒和E步骤中的烘干后的普通活性炭颗粒按重量比为I:I的比例混合即得铁系防毒除臭脱硫剂。
【专利摘要】本发明涉及一种铁系防毒除臭脱硫剂及其制备方法。该铁系防毒除臭脱硫剂由以下成分组成：碳含量为0.2-0.5％的低碳铁粉100-300重量份，异氰酸酯3-10重量份，纳米凹凸棒土5-10重量份，二甲基硅油0.5-1.5重量份，草酸3-5重量份，1％浓度的碳酸钠10-20重量份，普通活性炭颗粒80-150重量份。本发明的铁系防毒除臭脱硫剂具有可循环利用、比表面积大、无污染，反应速度快、运行成本低的优点。
【IPC分类】B01D53-52, B01D53-74, B01D53-86
【公开号】CN104624046
【申请号】CN201510040713
【发明人】王新民, 李 杰, 曹洪生
【申请人】北京金科复合材料有限责任公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月26日