[發明專利]一種常溫氧化鐵系脫硫劑的生產方法

無效

• 申請號: 200710053285.5
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101219320A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 陳金芳;黎艷;陳啟明;瞿錦霞;高路;葉青;錢明
• 申請（專利權）人: 湖北藍焰生態能源有限公司
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/52;C07C7/148
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明屬農村可再生能源清潔利用領域，涉及一種常溫氧化鐵系脫硫劑的生產方法。

技術背景

沼氣脫硫的必要性：沼氣是農村一種常見的可再生能源。但農村沼氣作為可再生能源的清潔利用問題一直困擾著中國農村沼氣的利用與沼氣的發展。主要表現在沼氣中的硫化氫氣體的難聞的臭氣，硫化氫是一種劇毒的有害氣體。硫化氫在空氣中及在潮濕環境條件下，對管道、燃燒器及其它燃燒設備，計量儀表等有強烈的腐蝕作用，硫化氫燃燒后生成二氧化硫(SO₂)，遇水生成亞硫酸分子，又會腐蝕金屬設備、污染環境，并直接危害人的身體健康。有資料表明：若空氣中含有0.06％的硫化氫氣體，人體呼吸1小時將嚴重中毒，眼粘膜及呼吸道會受到嚴重損害；若空氣中含有0.2％以上的硫化氫氣體時，幾分鐘內人就會死亡。我國環境衛生標準中規定：居民住宅區空氣中硫化氫氣體含量不得超過0.01mg/m³；車間不得超過10mg/m³、城市煤氣中不得超過20mg/m³、沼氣作為一種能源使用，其中硫化氫氣體含量也不得超過20mg/m³，這個指標就是沼氣在使用前的脫硫指標。

工業脫硫技術已十分成熟。簡單地將一般工業脫硫技術應用于農村沼氣脫硫問題，從上世紀八十年代到今天的農村沼氣技術推廣的實踐過程證明是困難的。如何面向中國的廣大農村，還不太富裕的廣大農民，讓他們安全、方便、經濟地使用脫硫技術；是解決農村沼氣發展與清潔利用的關鍵。

沼氣的組成：沼氣是一種可燃性混合氣體，一般內含甲烷(CH₄)60％～70％，二氧化碳(CO₂)25％～40％以及少量的氨(NH₃)、氫(H₂)和一氧化碳(CO)等。同時，不同原料制成的沼氣中還含有硫化氫(H₂S)，其含量一般約在1～11g/m³。

脫硫方法的分類：沼氣脫硫方法，一般分為直接脫硫法和間接脫硫法兩大類所謂直接脫硫法是將沼氣中已產生的硫化氫氣體加以脫除，而間接脫硫法是指通過某些方法，減少或抑制硫化氫氣體的產生，從而達到脫硫的目的，目前沼氣脫硫還是以直接脫硫法為主。

沼氣直接脫硫法，其原理可參照煤氣的脫硫方法，為濕式法和干式法兩類。濕式法主要有水洗法、ADA法(蒽醌二磺酸鈉法)、改良ADA法、砷堿法、烷基醇胺法、堿性鹽液法等；干式法主要有氧化鐵法、活性炭法等。

對于農村沼氣的脫硫來說，較適合脫硫的方法是干式法中的常溫氧化鐵法。干式常溫氧化鐵法脫硫原理：當硫化氫(H₂S)與活性氧化鐵接觸時，經化學反應生成硫化鐵。在常溫下起脫硫作用的主要是α-FeOOH和β-FeOOH兩種水合氧化鐵及含水的γ-Fe₂O₃其中α-FeOOH活性最高。脫硫反應式為：

Fe₂O₃·H₂O+3H₂S-→β-Fe₂5₃·H₂O+3H₂O+21.7kJ/mol

常溫氧化鐵脫硫雖是一種傳統的干式脫硫方法，??由于它具有原料資源豐富、經濟實用等優點，在國內外的煤氣行業中，一直沿用至今。通常使用的常溫氧化鐵脫硫劑分為粉狀和顆粒狀兩種類型。

粉狀脫硫劑的原料有：氧化后的鑄鐵屑、沼鐵礦粉、煉鋁赤泥、制硫酸廢渣和轉爐煉鋼赤泥等。用顆粒直徑為0.6～2.4mm的鑄鐵屑與木屑按重量比1∶1左右的比例摻混均勻，經過灑水后充分翻曬進行人工氧化，生成水合態氧化鐵。然后加入0.5％左右的熟石灰將其pH值調到8～9之間的偏堿性狀態，加人適量的水，使其濕度為30％左右，即成氧化鐵脫硫劑，可裝箱或裝塔使用了。

成型的脫硫劑國內在1984年由太原工學院研制了TG-1型、TG-2型、TG-3型系列脫硫劑產品，(市場上稱ST-801型常溫氧化鐵脫硫劑)。其主要成分除Fe₂O₃、水、炭外，還有MgO、CaO和Al₂O₃等原料。

TTL-1型脫硫劑也是一種成型脫硫劑。它是以活化處理后的赤泥為主要原料，再加入一定數量的添加劑，經混合、揉和、成型和烘干等加工而成。