[发明专利]一种以自身骨架成型的氧化铁脱硫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体净化催化剂，具体是涉及一种氧化铁脱硫剂。本发明还涉及该氧化铁脱硫剂的制备方法。

背景技术

氧化铁作为常温条件下脱除气体中硫化氢和部分有机硫的催化剂已被广泛应用，主要用于半水煤气、水煤气、焦炉气、天然气、沼气、石油化工及化肥生产中变换气、CO₂再生气等原料气中H₂S的脱除。氧化铁脱硫剂就使用形式而言，可分为两类：一是以粉状氧化铁附着于其它较为疏松的物质(如木屑)上使用；二是使用某类粘结剂(如石膏、白灰、水泥等)成型使用。上述两种脱硫剂存在的共同缺陷是：

1、作为脱硫活性成份的氧化铁含量大大减少，脱硫剂硫容低，一次硫容仅为10～12％。

2、脱硫设备庞大，能源消耗高，脱硫剂更换频繁，废弃脱硫剂量大，且成份复杂，不易回收利用。

3、废弃的脱硫剂只能掩埋和露天堆放，造成严重的环境污染。

如果将纯氧化铁以高压物理方法成型制备脱硫剂，很显然有效成份和抗压强度都会得到大大的提高。但是，用于常温脱硫的氧化铁必须具有疏松的晶格结构，才容易使H₂S或HS^-、S^2-扩散进去进行反应。以高压物理方法成型制备的氧化铁脱硫剂由于结构致密，难于与H₂S进行反应，不可能用于气体的脱硫。

发明内容

本发明的目的是提供一种以自身骨架成型的氧化铁脱硫剂，该脱硫剂最大限度地提高了氧化铁的含量，且结构疏松，抗压强度高。

提供一种上述脱硫剂的制备方法，是本发明的另一发明目的。

本发明的以自身骨架成型的氧化铁脱硫剂可由下述方法制备获得：以碱液中和可溶性亚铁盐溶液，生成Fe(OH)₂和相应的可溶性盐，反应物压滤水洗，将滤饼挤条成型，热空气氧化烘干，得到氧化铁脱硫剂。

其中，所述的可溶性亚铁盐是FeSO₄·7H₂O、FeCl₂·4H₂O、Fe(NO₃)₂·4H₂O中的一种，所述的碱液是NH₄OH、NaOH、KOH、Ca(OH)₂中的一种。

制备得到的氧化铁脱硫剂中，含有5～10％的游离水。

本发明以自身骨架成型的氧化铁脱硫剂的具体制备方法为：

a)控制反应温度在20～80℃，以碱液中和可溶性亚铁盐溶液，生成Fe(OH)₂和相应的可溶性盐，反应终了pH值为6～9；

b)将反应物压滤并水洗，控制滤饼含水量30～60％，可溶性盐小于3％，将滤饼挤条成型；

c)将条剂在40～120℃条件下经热空气氧化烘干至游离水降到5～10％，得到氧化铁脱硫剂成品。

在上述条件下，可溶性亚铁盐与碱液反应生成絮状物的Fe(OH)₂，Fe(OH)₂经氧化生成γ型水合氧化铁(Fe₂O₃·XH₂O)，Fe₂O₃·XH₂O中的水与Fe₂O₃分子共同形成网状结构，起到了骨架的作用；氧化过程中一定量游离水的蒸发，又达到了造孔的目的。二者结合，统一作用，生产出了呈海棉状的性能优良的氧化铁脱硫剂。

本发明制备的氧化铁脱硫剂克服了现有氧化铁脱硫剂的缺陷，氧化铁活性成份含量大大增加，硫容大幅度提高，对抗压强度的稳定性也得到了保证，特别是在高CO₂浓度无O₂气氛中脱除硫化氢的性能得到了显著的提高，并为废脱硫剂的循环利用创造了条件。

本发明氧化铁脱硫剂的性能：

Fe₂O₃含量：50～80％；H₂O(游离水、结晶水)含量：15～40％。二者总量≥95％，余量≤5％。

物理性质：

孔容：0.4～0.7mL/g；

孔隙率：40～70％；

强度：40～60N/cm；

硫容：