[发明专利]一种脱硫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Fe-Zn系脱硫剂，属于脱硫剂技术领域。

背景技术

近年来，甲醇、低碳醇、二甲醚和低碳烃等以煤为原料的煤化工下游产品得到了广泛的应用。这些煤化工下游产品主要以煤气化→合成气→下游产品的合成为主要生产链，而这些下游产品的合成均需要催化剂，同时，这些催化剂对硫都十分敏感，微量硫化物就可以使得催化剂活性物质中毒失活。此外，工业生产中排放的废水或者废气中所含的硫化氢等硫化物，如果直接排放也会严重影响环境，甚至造成人畜中毒。

因此，研究人员为了有效减少硫化物，特别是硫化氢对工业生产以及环境的破坏，对脱硫剂的研发给予了足够的重视。目前能够进行正常工业生产的脱硫方法，可分为湿法和干法两大类。湿法脱硫是气液反应，脱硫反应速度快、效率高、脱硫剂利用率高；在大规模生产时，其生产成本低；但存在废水处理问题，一次性投资大。干法脱硫是指应用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除硫化物，生产工艺简单，操作方便，净化度高；国内外经过长期的研究，针对干法脱硫，分别开发出了活性炭、氧化铁、氧化锌等系列脱硫剂。

活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用，硫化氢在活性炭的催化作用下，与氧气发生氧化反应，反应生成的单质硫吸附于活性炭表面，从而实现硫化物的脱除；当活性炭脱硫剂吸附达到饱和时，活性炭脱硫剂的吸附孔道已经基本被硫填充，其脱硫效率明显下降，吸附量有限，循环时间短，因此不利于大规模的工业利用。

氧化锌脱硫剂以其净化度好（净化后物料中的硫含量的体积分数可小于0.1×10^-6）、硫容高著称。目前商品氧化锌脱硫剂主要有高温型和低温型两种，前者使用温度为350～400℃，后者使用温度为180～250℃，由于两种类型的脱硫剂均需要在一定的温度下使用，需要有热源，并消耗一定能量，在一定程度上限制了氧化锌脱硫剂的使用。

铁系脱硫剂主要以铁氧化物为脱硫剂的活性组分，所述铁氧化物主要为四氧化三铁、三氧化二铁和羟基氧化铁，在20～110℃对硫化氢具有很高的脱除性能，其中以无定形羟基氧化铁的脱硫活性最高，深受用户欢迎。

而Fe-Zn系脱硫剂则可以同时拥有铁系脱硫剂和氧化锌脱硫剂的优点，互相弥补两者单独使用时的不足。中国专利文献CN1183996C公开了一种氧化铁复合脱硫剂，含有氧化铁30～70wt%、氧化锌5～30wt%及特殊助剂5～30wt%，其中特殊助剂是Al₂O₃、SiO₂、凹凸棒土、硅藻土、Al₂O₃-SiO₂中的一种或多种的组合；所述氧化铁复合脱硫剂脱硫精度高，可实现350℃左右的中温脱硫，因此Fe-Zn系脱硫剂具有很好的发展前景。

上述干法脱硫剂中的大部分都无法实现再生或再生成本高，导致只能将大量废剂填埋，不仅浪费原脱硫剂中的有效资源，而且造成了新的环境污染问题；因此，研发人员开始致力于脱硫剂再生技术的研发。中国专利文献CN101898109A公开了一种可重复再生利用的脱硫剂及其制备方法以及再生方法，所述脱硫剂为无定形羟基氧化铁脱硫剂，所述再生方法包括如下步骤：(1)将所述脱硫剂使用后得到的废剂研磨成颗粒，得到废剂粉；(2)将所述废剂粉配成悬浮液，通入含有氧气的气体进行氧化，使所述悬浮液中的铁硫化物转化为无定形羟基氧化铁和单质硫，形成含所述无定形羟基氧化铁和单质硫的浆液；(3)过滤所述浆液得到固体物料，用溶剂萃取所述固体物料中的单质硫，萃取后在剩余的固体中加入有机粘结剂或加入有机粘结剂和添加剂即得再生后的脱硫剂。

上述专利文献中所述脱硫剂不但硫容高，而且使用上述再生方法可以使得废剂快速再生，再生后的物料仍保持高的硫容，可以循环使用，不仅节约了资源，减少了废剂对环境造成新的污染，而且具有重大的经济意义。但是上述步骤(3)中过滤和萃取步骤会产生大量的泡沫硫浆液，其中仍会含有一定量的无定形羟基氧化铁，若直接按废水处理排放，不但会造成了新的环境污染，而且会大大浪费原料和能源。若能以泡沫硫为原料开发出新产品，则不仅可以解决环境污染问题，还可以节约大量能源，并创造巨大的经济利润。

发明内容

为此，本发明所要解决的是现有技术中羟基氧化铁脱硫剂再生过程中泡沫硫无法利用的问题，提供一种由含无定形羟基氧化铁的泡沫硫为原料制备的脱硫剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供的一种脱硫剂，包括Fe-Zn活性组分和助剂，所述Fe-Zn活性组分通过以下步骤制备：