[發(fā)明專利]高溫脫除硫化氫復(fù)合吸附劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911037395.1
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110801821B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇勝;李海峰;向軍;劉利軍;許凱;尹子駿;胡松;汪一;江龍
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);深圳華中科技大學(xué)研究院
• 主分類號: B01J20/28
• 分類號: B01J20/28;B01J20/02;B01J20/30;B01J20/32;B01D53/02
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 翟磊

本發(fā)明屬于脫硫吸附劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫脫除硫化氫復(fù)合吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明所提供的脫除硫化氫復(fù)合吸附劑包括以下重量百分含量的各組分：10％?50％的氧化錳，30％?40％的氧化鋁，2％?15％的助劑，助劑選自氧化鑭、氧化鈰、氧化鋇或氧化鎳中至少任意兩種的混合脫除硫化氫復(fù)合吸附劑，其可在800℃以上正常工作，并具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)新鮮吸附劑脫硫效果良好，在模擬還原氣氛脫硫?qū)嶒?yàn)中，硫化氫的脫除率接近100％，尾氣中硫化氫含量低于1mg/m³；2)在脫硫?再生循環(huán)過程中吸附劑脫硫性能穩(wěn)定，其突破硫容及脫硫效率均保持穩(wěn)定，脫硫過程中尾氣中硫化氫含量均低于3mg/m³；3)吸附劑為干態(tài)，使用時不需要水溶液，減少了水耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于脫硫吸附劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫脫除硫化氫復(fù)合吸附劑及其制備方法和應(yīng)用，適用于整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)、燃料電池及生物質(zhì)氣化發(fā)電(BGPG)。

背景技術(shù)

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)是是將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動力系統(tǒng)，既可以提高傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)的能量轉(zhuǎn)換效率，又可以減少氣體污染物對環(huán)境的污染；固體燃料電池技術(shù)；生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)既可以解決可再生能源的有效利用，又可以解決各種有機(jī)廢棄物的環(huán)境污染。然而三種技術(shù)工藝中產(chǎn)生的氣體中含有一定質(zhì)量的硫化氫，會對下游設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，對環(huán)境造成污染，所以在工藝過程中硫化氫的脫除尤為重要。現(xiàn)階段，使用較多的脫硫方式是濕法脫硫，例如低溫甲醇洗等手段。但濕法脫硫一般在低溫環(huán)境中進(jìn)行。由于氣化煤氣溫度一般在800度以上，濕法脫硫需要在脫硫前經(jīng)過換熱器將溫度降至低溫進(jìn)行脫硫，然后再經(jīng)過換熱器升溫至后續(xù)工序所需的氣體溫度，溫度的升降會降低工藝的能耗，造成能量的浪費(fèi)，而且濕法脫硫還會浪費(fèi)水資源。而高溫脫硫一般在中高溫的環(huán)境進(jìn)行，不但可以節(jié)省換熱設(shè)備，而且高溫脫硫由于省去了升降溫的環(huán)節(jié)，可以提高工藝的能量利用率。

高溫脫硫一般使用金屬氧化物作為脫硫劑，金屬氧化物脫硫劑的要求歸納如下：1)硫化反應(yīng)平衡常數(shù)高且脫硫速率較快；2)對硫化氫的選擇性高，副反應(yīng)較弱；3)抗還原性能較好；4)機(jī)械強(qiáng)度高；5)再生性能好。而單一金屬氧化物脫硫劑各有優(yōu)缺點(diǎn)，無法滿足脫硫劑的上述要求，所以越來越多的研究者致力于復(fù)合金屬氧化物脫硫吸附劑的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在針對脫硫劑在高溫氣化氣中脫硫效率低、脫硫循環(huán)穩(wěn)定性差、再生困難等問題，提供一種脫硫-再生循環(huán)過程中脫硫效率高，循環(huán)穩(wěn)定性好的高溫脫硫劑及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下：

一種高溫脫除硫化氫復(fù)合吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

1)將質(zhì)量份60-70份的硝酸鋁溶解于100份的水中，然后加入質(zhì)量份10-50的聚乙烯醇，再加入質(zhì)量份1-5份的助劑硝酸鹽，溶解均勻后將混合溶液調(diào)整至pH值為8-12，制得凝膠，將所述凝膠用水洗滌后在100-120℃的溫℃下進(jìn)行干燥，再在500-900℃下煅燒4-8小時，得到第一煅燒后的樣品；

2)以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-20wt％的助劑硝酸鹽溶液作為第一浸漬液，等體積浸漬步驟1)得到的所述第一煅燒后的樣品，混合均勻后，先在40-60℃的旋轉(zhuǎn)混合器中浸漬5-24小時，再在700-900℃煅燒4-8小時，得到第二煅燒后的樣品；

3)向1-2mol/L的硝酸錳溶液中加入質(zhì)量份2-10的助劑硝酸鹽，得到第二浸漬液；

4)采用步驟3)得到的所述第二浸漬液等體積浸漬步驟2)得到的所述第二煅燒后的樣品，混合均勻后，先在旋轉(zhuǎn)混合器中浸漬5-24小時，然后在80-120℃干燥12小時；

5)重復(fù)步驟4)至少4次后，將干燥好的樣品在600-900℃煅燒4-8小時，得到高溫脫除硫化氫復(fù)合吸附劑；

其中，所述助劑硝酸鹽選自硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸鋇或硝酸鎳中至少任意兩種的混合。