[發明專利]一種去除硫化氫的原位載鐵活性炭及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910831684.2
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110479210B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 邱敬賢;吳志恒;萬飛;劉君;彭芬
• 申請（專利權）人: 長沙凱天工研院環保服務有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01D53/86;B01D53/52;B01J21/18;B01J23/745;B01J27/22;B01J35/10;B01J20/30
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 盛武生;魏娟

本發明屬于廢氣吸附技術領域，具體公開了一種去除硫化氫的原位載鐵活性炭，包括活性炭以及原位負載在活性炭中的鐵源；所述的鐵源為單質鐵、碳化鐵中的至少一種。本發明還公開了所述的活性炭的制備方法及其在硫化氫中的吸附應用。本發明創新地提供了一種全新的原位負載有單質鐵、碳化鐵的活性炭，并創新地發現該全新的活性炭具有優異的硫化氫催化吸附效果。

技術領域

本發明涉及一種利用低煤化度煤制備去除硫化氫活性炭的方法，屬于活性炭制備領域。

背景技術

H₂S主要來源于天然氣、垃圾處理站、污水處理廠、沼氣生產、造紙廠、石油冶煉廠等生產或處理過程中，是一種具有臭雞蛋味的氣體，能夠從呼吸系統侵入人體，致人中毒，使人眼睛刺痛流淚、嘔吐，甚至發生昏迷。因此H₂S氣體的去除具有重要意義。

現有硫化氫氣體的脫除方法主要有堿液吸附、吸附劑吸附、沉淀等，其中，吸附劑吸附法應用最廣。在眾多吸附劑處理方法中，活性炭吸附法由于活性炭孔隙結構發達、比表面積大、吸附性能優異，并且工藝簡單、效率高、操作方便等優點而備受青睞。

理論上所有含碳元素的物質都可以用于制備活性炭，但由于原料供應及所制備活性炭產品品質等原因，目前能夠用于工業化、商業化生產活性炭的原料主要有煤炭、木材、果殼(椰殼、杏核)及少量的石油焦，其他含碳材料(如化工及生活廢棄物制備活性炭)多見于試驗研究及特殊用途。與木屑、果殼類和石油焦等原材料制備的活性炭相比，煤是廉價且來源穩定的活性炭生產原料，以煤為原料生產的活性炭兼具易再生、抗磨損等優點。

根據研究，無煙煤是最適合制備去除硫化氫活性炭的原料。然而我國雖然是煤炭大國，但無煙煤儲量僅占我國煤炭儲量的十分之一左右，需求量大，價格高昂。而去除硫化氫的市場廣闊，對活性炭的需求量大，如果采用無煙煤制備活性炭去除硫化氫，將會增加成本，不利于生態文明的建設。因此，需尋找一種廉價的原料進行除硫化氫活性炭的制備，提高去除硫化氫的效率，節約活性炭用量，降低成本。

此外，單純采用活性炭對硫化氫的脫除效果有限，為此，現有技術還報道了一些在活性炭中擔載催化成分，以期提升硫化氫的降解效果的技術。例如，孔玉普等人[1]對在活性炭上直接浸漬金屬硝酸鹽對脫硫活性的影響進行了研究。研究指出，在活性炭基材上負載氧化鐵可以改善脫硫劑脫除硫化氫的效果，但是，當負載的金屬量與活性炭質量比達到1％時，隨著鐵的負載量的增加脫硫效果反而明顯下降。其原因是負載的氧化鐵聚集在活性炭表面容易堵塞活性炭的微孔，減少了硫化氫的活性吸附位。

[1]孔玉普，李春虎，王亮，馮麗娟；改性方法對活性炭脫除模擬合成氣中硫化氫的影響；化工進展,2010年第29卷增刊508-511頁.

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種去除硫化氫的原位載鐵活性炭，旨在提升硫化氫的脫除效果。

本發明第二目的在于，提供一種所述的原位載鐵活性炭的制備方法，旨在利用劣質的低煤化度煤為原料，制得對硫化氫具有優異吸附性能的原位載鐵活性炭。

本發明第三目的在于，提供所述的原位載鐵活性炭在硫化氫脫除中的應用。

相對于其它的有害氣體，硫化氫是一種超劇毒氣體，即使很低濃度的硫化氫氣體(小于1ppm)也會對呼吸道和眼睛有刺激作用，并引起頭痛和中毒。所以硫化氫的脫除必須徹底。但目前的脫除硫化氫的工藝(濕法和生物法)很難達到這個目的，通常還得在這些脫硫工藝后增加干法脫出工藝，即利用活性炭等吸附劑脫除硫化氫的吸附法。所以針對這一難點和需求，開發高效廉價的脫除硫化氫的吸附劑就是本發明提供的解決思路和方案。

一種去除硫化氫的原位載鐵活性炭，包括活性炭以及原位負載在活性炭中的鐵源；所述的鐵源為單質鐵、碳化鐵中的至少一種。

本發明創新地提供了一種全新的原位負載有單質鐵、碳化鐵的活性炭，并創新地發現該全新的活性炭具有優異的硫化氫催化吸附效果。