专利名称：一种高强度耐水高硫容脱硫剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有高强度、高耐水性、高硫容脱硫剂，属于脱硫净化技术领域。
背景技术：
铁系脱硫剂是使用较为普遍的脱硫剂之一，铁系脱硫剂主要是以铁氧化物作为脱硫剂的活性组分，所述铁氧化物包括四氧化三铁、三氧化二铁以及羟基氧化铁中的一种或者多种，在上述铁氧化物中，羟基氧化铁又因为具有较高的脱硫活性而得到了广泛的应用。现有技术中，中国科技文献《一种高硫容氧化铁脱硫剂活性组分的表征》(见《全国气体净化信息站2006年技术交流会论文集》107-111页)中公开了一种在实验室制备无定形羟基氧化铁的思路，并对所述无定形羟基氧化铁的硫容进行了测定，实现结果表明，所述无定形轻基氧化铁的硫容为56.5%。但是，上述无定形羟基氧化铁的制备只限于实验室阶段，上述制备得到的无定形羟基氧化铁为粉状，虽然硫容较高，但粉状的无定形羟基氧化铁并不适于工业化应用。而在实际应用中，脱硫剂除了要具备较高的硫容，还应有足够的机械强度和耐水性能，因为强度和耐水性能差的脱硫剂在使用过程中容易发生破碎或者遇到水蒸气产生结块的现象，从而严重影响其脱硫效果。为了达到具备良好的机械强度和耐水性能，现有技术对无定形羟基氧化铁的制备方法进行了优化，在制备时通常会加入一定量的粘结剂，如中国专利文献CNlO 18981IOA公开了一种高硫容干法脱硫剂，所述脱硫剂由88_93wt%的无定形羟基氧化铁物料和7-12wt%的有机粘结剂组成，其中，所述有机粘结剂为羧甲基纤维素钠，田菁粉，纤维素粉中的一种或者多种。该技术通过添加甲基纤维素钠盐、田菁粉或者纤维素粉在一定程度上提高了所述无定形羟基氧化铁脱硫剂的机械强度，但所述脱硫剂的耐水性能仍旧较差，在使用于诸如水煤气脱硫等高水含量的场合时仍旧会出现破碎或者结块的问题。
发明内容
为了解决尚未出现通过添加适宜配比的粘结剂，在不降低所述脱硫剂硫容的同时，还能够提高脱硫剂机械强度和耐水性能的技术的问题，本发明中对所述脱硫剂的添加剂进行了优化，提供一种具有闻强度、闻耐水性、闻硫容的轻基氧化铁脱硫剂，同时，本发明还提供了所述脱硫剂的其制备方法。本发明中所述高强度耐水高硫容脱硫剂及其制备方法的技术方案为:
所述脱硫剂由以下重量份的原料制备而成:
羟基氧化铁，90-98份；
羧甲基纤维素钠或者羟丙基甲基纤维素钠， 2-4份；
淀粉， 0.2-2份。所述原料还包括2-3重量份的活性炭。所述羟基氧化铁为94-96重量份。所述羧甲基纤维素钠或者羟丙基甲基纤维素钠为2-3重量份，所述淀粉为0.5-1重量份。所述羟基氧化铁为纳米纺锤形a -FeOOH或无定形羟基氧化铁中一种或者两种。所述的闻强度耐水闻硫容脱硫剂的制备方法，包括:
(1)将特定量的羧甲基纤维素钠或者羟丙基甲基纤维素钠加入到水中配成溶液待用；
(2)向步骤(I)所得溶液中加入特定量的羟基氧化铁和淀粉、或者特定量的羟基氧化铁和活性炭和淀粉进行混合；
(3)步骤(2)中得到的混合物经捏合、挤条、干燥后即可。所述步骤(I)中水的用量为羟基氧化铁重量的35-50%。所述步骤(3)中的捏合时间至少为15-30分钟。所述步骤(3)中的干燥温度为60°C 90°C。本发明所述的脱硫剂的优点在于:
(I)本发明所述的脱硫剂，通过添加适宜量的淀粉和羧甲基纤维素钠或者羟丙基甲基纤维素钠，这两种物质和羟基氧化铁活性组分相互协同作用充分分散并紧密结合于孔道结构内，并对孔道内部进行了适量的填充，从整体上提高了脱硫剂的机械强度和耐水性，本发明中的脱硫剂水煮4小时不碎裂，长期水浸不散。现有技术中的脱硫剂很难同时兼顾高机械强度、耐水性以及高硫容，而本发明的发明人通过长期的研究，选择出了适宜的添加剂及其用量，使得所述脱硫剂在保证高机械强度、耐水性能的同时还能达到较高的硫容。(2)本发明还设置所述原料包括2-3重量份的活性炭，所述活性炭的添加能够进一步优化所述脱硫剂的孔道结构。此外，本发明所述的羟基氧化铁脱硫剂，进一步优选所述添加剂为羟丙基甲基纤维素钠，2-4份；淀粉，0.5-1份；活性炭，2-3重量份。本发明人通过研究发现，通过使用适量的羟丙基甲基纤维素钠、淀粉与活性炭，可以达到更加优良的使用效果。本发明的脱硫剂具有的另外一个优点在于，所加入的添加剂都可以通过燃烧除去，在所用后的脱硫后废剂没有残留，因此本发明中的羟基氧化铁脱硫剂废剂可用于回收生产硫磺和铁红，增加了经济效益。(3)本发明所述的羟基氧化铁脱硫剂，所述羟基氧化铁为纳米纺锤形a -FeOOH或无定形羟基氧化铁中一种或者两种，原因在于所述纳米纺锤形a -FeOOH或无定形羟基氧化铁相较于其它晶型的羟基氧化铁具有更好的脱硫活性。
具体实施例方式实施例1
本实施例中的高强度耐水高硫容脱硫剂由以下重量份的原料制备而成:
纳米纺锤形a -FeOOH, 90g ；
羧甲基纤维素钠，4g;
淀粉，0.2。所述的高强度耐水高硫容脱硫剂及其制备方法的制备方法，包括:
(1)将4g羧甲基纤维素钠加入到31.5克水中配成溶液待用；
(2)向步骤(I)所得溶液中加入90g的羟基氧化铁、0.2g淀粉进行混合，所述纳米纺锤形α -轻基氧化铁的粒度为80-100目； (3)步骤(2)中得到的混合物经捏合、挤条后于80°C进行烘干，烘干时间为3h，即得本发明所述的高硫容脱硫剂A。实施例2
本实施例中的高强度耐水高硫容脱硫剂由以下重量份的原料制备而成:
无定形轻基氧化铁，98g ；
羧甲基纤维素钠，4g;
淀粉，2g。所述的高强度耐水高硫容脱硫剂及其制备方法的制备方法，包括:
(1)将4g羧甲基纤维素钠加入到40克水中配成溶液待用；
(2)向步骤(I)所得溶液中加入98g的羟基氧化铁、2g淀粉进行混合，所述无定形羟基氧化铁的粒度为80-100目；
(3)步骤(2)中得到的混合物经捏合、挤条后于90°C进行烘干，烘干时间为3h，即得本发明所述的闻硫容脱硫剂B。实施例3
本实施例中的高强度耐水高硫容脱硫剂由以下重量份的原料制备而成:
无定形轻基氧化铁，94g ；
羧甲基纤维素钠，2g;
淀粉，0.5g；
活性炭，2g。所述的高强度耐水高硫容脱硫剂及其制备方法的制备方法，包括:
(1)将2g羧甲基纤维素钠加入到47克水中配成溶液待用；
(2)向步骤(I)所得溶液中加入94g的羟基氧化铁、0.5g淀粉和2g活性炭进行混合，所述无定形羟基氧化铁的粒度为80-100目；
(3)步骤(2)中得到的混合物经捏合、挤条后于90°C进行烘干，烘干时间为3h，即得本发明所述的闻硫容脱硫剂C。实施例4
本实施例中的高强度耐水高硫容脱硫剂由以下重量份的原料制备而成:
纳米纺锤形α-羟基氧化铁，95g;
羟丙基甲基纤维素钠，2.5g;
淀粉，Ig ;
活性炭，2.5g。所述的高强度耐水高硫容脱硫剂及其制备方法的制备方法，包括:
(1)将2.5g羟丙基甲基纤维素钠加入到40克水中配成溶液待用；
(2)向步骤(I)所得溶液中加入95g的羟基氧化铁、Ig淀粉和2.5g活性炭进行混合，所述纳米纺锤形α-羟基氧化铁的粒度为80-100目；
(3)步骤(2)中得到的混合物经捏合、挤条后于90°C进行烘干，烘干时间为3h，即得本发明所述的闻硫容脱硫剂D。实施例5
本实施例中的高强度耐水高硫容脱硫剂由以下重量份的原料制备而成: 纳米纺锤形α-羟基氧化铁，96g;
羧甲基纤维素钠，3g;
淀粉，I ;
活性炭，3g。所述的高强度耐水高硫容脱硫剂及其制备方法的制备方法，包括:
(1)将3g羧甲基纤维素钠加入到40克水中配成溶液待用；
(2)向步骤(I)所得溶液中加入96g的羟基氧化铁、Ig淀粉和3g活性炭进行混合，所述纳米纺锤形α-羟基氧化铁的粒度为80-100目；
(3)步骤(2)中得到的混合物经捏合、挤条后于90°C进行烘干，烘干时间为3h，即得本发明所述的高硫容脱硫剂E。实施例6
本实施例中的高强度耐水高硫容脱硫剂由以下重量份的原料制备而成:
纳米纺锤形α-羟基氧化铁，95g;
羧甲基纤维素钠，3g;
淀粉，0.5 ；
活性炭，2g。所述的高强度耐水高硫容脱硫剂及其制备方法的制备方法，包括:
(1)将3g羧甲基纤维素钠加入到39克水中配成溶液待用；
(2)向步骤(I)所得溶液中加入95g的羟基氧化铁、0.5g淀粉和2g活性炭进行混合，所述纳米纺锤形α-羟基氧化铁的粒度为80-100目；
(3)步骤(2)中得到的混合物经捏合、挤条后于90°C进行烘干，烘干时间为3h，即得本发明所述的高硫容脱硫剂F。对比例
1.称取9.Sg纤维素粉溶于适量水中搅拌成糊，加入98g无定形羟基氧化铁混合均匀，将上述混合物料放入捏合机内，混捏20分钟后进行挤条成型，对上述成型物于80°C进行烘干，烘干时间为5h，即得脱硫剂G。
2.称取5g羧甲基纤维素钠溶于适量水中搅拌成糊，加入95g无定形羟基氧化铁混合均匀，将上述混合物料放入捏合机内，混捏20分钟后进行挤条成型，对上述成型物于80°C进行烘干，烘干时间为5h，即得脱硫剂H。上述对比例中的脱硫剂G、H在工艺气体带水较多(如煤气中大量饱和水)情况下，会导致脱硫剂粉化，产生结块现象，增加床层压降，以致脱硫效率下降，甚至导致停工。活性评价例
取上述实施例1至实施例6和对比例制备得到的脱硫剂A H各5g，在常温(指环境温度，通常为_5°C至45°C)常压(环境压力，通常为I大气压)下，用含H2S为40000ppm的标准气进行评价测试。其中，定性检测，可自配1%硝酸银溶液对出口硫进行检测；定量检测，可采用国产WK-2C综合微库仑仪(江苏电分析仪器厂生产)进行检测，该仪器的最低检测量为
0.2ppm。对于上述实施例中制备得到的脱硫剂机械强度的检测通过对其测压强度进行评价来测定，其中颗粒径向抗压碎力平均值按HG/T2782标准执行测定。检测结果如下所示:
权利要求
1.一种高强度耐水高硫容脱硫剂，其特征在于，所述脱硫剂由以下重量份的原料制备而成: 羟基氧化铁，90-98份； 羧甲基纤维素钠或者羟丙基甲基纤维素钠， 2-4份； 淀粉， 0.2-2份。
2.根据权利要求1所述的高强度耐水高硫容脱硫剂，其特征在于，所述原料还包括2-3重量份的活性炭。
3.根据权利要求1或2所述的高强度耐水高硫容脱硫剂，其特征在于，所述羟基氧化铁为94_96重量份。
4.根据权利要求1或3所述的高强度耐水高硫容脱硫剂，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠或者羟丙基甲基纤维素钠为2-3重量份，所述淀粉为0.5-1重量份。
5.根据权利要求1所述的高强度耐水高硫容脱硫剂，其特征在于:所述羟基氧化铁为纳米纺锤形a -FeOOH或无定形羟基氧化铁中一种或者两种。
6.根据权利要求1-5任一所述的高强度耐水高硫容脱硫剂的制备方法，包括: (1)将特定量的羧甲基纤维素钠或者羟丙基甲基纤维素钠加入到水中配成溶液待用； (2)向步骤(I)所得溶液中加入特定量的羟基氧化铁和淀粉、或者特定量的羟基氧化铁和活性炭和淀粉进行混合； (3)步骤(2)中得到的混合物经捏合、挤条、干燥后即可。
7.据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中水的用量为羟基氧化铁重量的35-50%。
8.据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的捏合时间至少为15-30分钟。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的干燥温度为60°C 90。。。
全文摘要
本发明涉及一种高强度耐水性高硫容脱硫剂，所述脱硫剂由以下重量份的原料制备而成羟基氧化铁，90-98份；羧甲基纤维素钠或者羟丙基甲基纤维素钠，2-4份；淀粉，0.2-2份。本发明还在上述基础上进一步公开了上述脱硫剂的制备方法。利用该制备方法制备得到的羟基氧化铁脱硫剂不仅具有较高的硫容，而且还具有较高的机械强度和耐水性，适用脱硫范围更加广泛。
文档编号C10K1/20GK103182236SQ201110446769
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者汪祥胜, 吴志强, 刘振义, 毛文君, 高群仰 申请人:北京三聚环保新材料股份有限公司