[發明專利]廢氧化鐵脫硫劑的再生方法

有效

• 申請號: 201310031531.2
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103055834A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 李靈均;劉其城;成茵;李海斌;劉鵬;楊現鋒
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01J20/06;C01B17/50
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

技術領域

本發明屬于環保領域，涉及一種工業原料氣凈化劑，具體涉及一種廢氧化鐵脫硫劑再生及其綜合利用的方法。

背景技術

脫硫劑是一種重要的環保材料，它廣泛應用于冶金、石油、化工、電力等關鍵領域，為抑制含硫物質的排放，降低大氣污染起到了不可替代的作用。氧化鐵是一種經典而有效的脫硫劑，它具有成本低、能耗小、安全可靠、操作簡單等優點。

氧化鐵脫硫劑為條狀多孔結構固體，分為非混合氧化物和混合氧化物兩種。前者主要由含水的Fe₂O₃組成，后者主要由人工把氧化鐵粉末載在比表面大而結構疏松的材料如稻殼、木屑等之上而組成的混合物質。氧化鐵脫硫劑對硫化氫能進行快速不可逆化學吸附，氧化鐵轉化為硫化鐵。當與氧接觸時，硫化鐵被氧化為單體硫及氧化鐵，此為脫硫劑的再生，脫硫再生可循環多次，直到脫硫劑中毛孔被硫堵塞而失活。由于實際生產中，伴隨大量的FeS生成，在一定程度上使脫硫劑不能再生。此外，工業氣體中存在部分的SO₂氣體，與Fe₂O₃在一定條件下生成不能再生的FeSO₄和Fe₂(SO₄)₃。綜合以上因素，最終廢脫硫劑中包含單質硫、FeS、Fe₂S₃、FeSO₄和Fe₂(SO₄)₃等混合物。隨著氧化鐵脫硫劑用量的增大，一個含有大量有毒物質的新污染源也日益形成，如何有效地回收利用廢氧化鐵脫硫劑成為當今環保領域的研究熱點。

目前，廢氧化鐵脫硫劑的傳統再生回收工藝分為萃取法和蒸汽吹掃法。前者通過使用不同的有機溶劑，根據硫在不同溫度下的溶解度不同，將脫硫劑中的硫分離，其缺點是多段萃取工藝繁瑣，成本高。蒸汽吹掃工藝則通過蒸汽吹掃廢脫硫劑，使硫在高溫下升華為氣體從脫硫劑中分離出來，其缺點是除硫效率低，能耗太大。且上述兩種傳統工藝均不適合處理無機硫（FeS、Fe₂S₃、FeSO₄和Fe₂(SO₄)₃等）含量較高的廢脫硫劑。因此，開發經濟高效的硫分離及氧化鐵再生工藝對于廢氧化鐵脫硫劑的回收具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種能降低除硫和氧化鐵再生的能耗、提高再生氧化鐵脫硫劑的純度、可合理開發利用廢脫硫劑中的硫元素以增加工藝附加值的廢氧化鐵脫硫劑的再生方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為一種廢氧化鐵脫硫劑的再生方法，包括以下步驟：

（1）將廢氧化鐵脫硫劑用弱酸水分散，形成分散液，其中廢氧化鐵脫硫劑與弱酸水的固液比為1∶2～10（g/ml）；

（2）將上述分散液加熱至10℃～90℃，然后向分散液中加入氧化劑進行反應，氧化劑與廢氧化鐵脫硫劑中硫元素的摩爾比為0.5～8∶1，反應可同步實現氧化鐵再生和氧化除硫，反應同時迅速轉移生成的二氧化硫氣體，二氧化硫氣體的迅速轉移可以促使氧化反應的完全進行；

（3）反應完成后，過濾反應液，將得到的沉淀進行洗滌、烘干，得到再生的氧化鐵脫硫劑。

上述的再生方法中，所述廢氧化鐵脫硫劑優選失去活性的非混合氧化鐵脫硫劑和/或混合氧化鐵脫硫劑。

上述的再生方法中，優選的，所述步驟（1）中弱酸水的pH值為3～7，分散時間為5min～60min。

上述的再生方法中，所述弱酸水中優選含稀硫酸和/或稀鹽酸。

上述的再生方法中，優選的，所述步驟（2）中氧化劑連續加入分散液中，同時攪拌以促進反應進行，反應時間為5min～2400min。

上述的再生方法中，所述氧化劑優選過氧化鈉、雙氧水、氯酸鈉、次氯酸鈉、氯酸鉀、次氯酸鉀中的一種或幾種，更優選雙氧水。

上述的再生方法中，優選的，所述步驟（2）中二氧化硫氣體的轉移是通過抽真空或空氣在液面的助流作用實現的。

上述的再生方法中，優選的，所述二氧化硫氣體被收集后再采用常規處理方法被制取為硫化物產品。

上述的再生方法中，優選的，所述步驟（3）中過濾反應液后，得到的濾液為弱酸性，可作為弱酸水循環使用。

本發明方法同步實現氧化鐵再生和硫分離的原理是根據氧化反應的動力學特征及同離子效應，以氧化劑為雙氧水為例，具體如下所示：