[发明专利]一种高硫容氧化锌精脱硫剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高硫容氧化锌精脱硫剂，按重量份计，其原料组成包括活性氧化锌粉末90‑98份和胶黏剂2‑8份，所述活性氧化锌粉末包括活性氧化锌粉末A和活性氧化锌粉末B；其中，活性氧化锌粉末A占活性氧化锌粉末总质量的92‑98%，其氧化锌含量为92‑95%，堆密度为0.25‑0.40kg/l；活性氧化锌粉末B占活性氧化锌粉末总质量的2‑8%，其氧化锌含量为85‑90%，堆密度为0.10‑0.25kg/l。本发明解决了现有混捏法中因原料混合不易均匀而造成的脱硫剂的加工、结构、性能不理想或有缺陷等问题。本发明精脱硫剂只包含两种组分，制备过程中不须添加助剂、造孔剂、助挤剂、润滑剂，活性氧化锌的含量高，活性位多且分散度大，脱硫效果好，在一定的工况条件下H₂S穿透硫容可达30%以上，脱硫精度≤0.03ppm。

技术领域

本发明涉及一种高硫容氧化锌精脱硫剂及其制备方法，属于气体净化技术领域。

背景技术

脱硫剂用于脱除燃料、原料或气体物料中的游离硫或者硫化物，在石油化工、煤化工、化肥、环保等行业得到大量的应用。现有技术中脱硫剂产品种类较多，按其所含活性组分可分为活性炭脱硫剂、分子筛脱硫剂、氧化锰脱硫剂、氧化铁脱硫剂及氧化锌脱硫剂等。

与上述各种脱硫剂相比，氧化锌脱硫剂具有脱硫效果好、使用简便、性能稳定、对工艺条件的要求比较宽松等特点。氧化锌脱硫剂的制备方法主要分为两种：沉淀法和混捏法。

沉淀法的工艺流程可简要描述如下：锌盐溶液与沉淀剂(一般为碳酸盐或氢氧化物)反应生成碳酸锌或氢氧化锌沉淀，沉淀物经洗涤、过滤、干燥、焙烧后再与助剂、粘结剂、造孔剂等其他组分捏合，捏合物挤条成型后再进行干燥、焙烧便得脱硫剂成品，中国专利CN201410356116.9、CN201410559638.9、CN201610154640.7及美国专利US9421516B2均采用该方法制备氧化锌脱硫剂。沉淀法虽然技术成熟，但存在下列不足：(1)不节能：生产过程中需要消耗大量的热能和电能；(2)不环保：生产过程中会产生大量的废水；(3)不经济：设备投资及维护费用高；(4)不高效：生产工艺流程长，使用设备多，且操作繁琐。

混捏法属于一种固相反应法，氧化锌脱硫剂的活性组分(或其前驱体)氧化锌或碳酸锌、助剂、粘结剂、造孔剂等通过物理作用在混碾机内混合、捏合，捏合物经挤条、干燥、焙烧便得脱硫剂成品。该方法制备工艺简单，投资小，能耗低，生产过程无废水产生，既节能环保又经济高效，应用较为广泛。中国专利CN200810113028.0、CN200810113029.5、CN201010274016.3、CN201110429682.4、CN201510293596.3及美国专利US8314047B2、US8236262B2、US8702974B2均采用该方法制备氧化锌脱硫剂。

与沉淀法相比，混捏法具有较大的优势，但其本身仍存在下列不足：(1)实际生产中为保证产量，原料在混碾机内不能长时间停留，其混合往往不够均匀，因此部分粒径一致或相近的原料微粒在捏合过程形成了严实的粒团，其内部孔隙少，造成脱硫剂孔容小，从而降低了脱硫剂的硫容和脱硫精度；(2)混捏结束后部分原料粉末仍处于干态下(混捏过程中加入的水未能扩散到该部分原料粉末中)，而这些干粉末在后续挤条过程中容易磨损挤条机螺杆，影响设备寿命。此外，原料粉末之间的空隙存在着一定量的空气，在挤压过程中，空隙中的部分空气不能及时逸出而留在了挤出物中，当压力移去时，挤出物内部空气就会膨胀致使挤出物松裂。

为解决上述问题，技术人员在氧化锌脱硫剂的生产中加入了助挤、造孔剂、助挤剂、润滑剂等(例如中国专利CN200810113028.0、CN200810113029.5、CN201110429682.4)，但这种做法却存在两大缺陷：一是造孔剂、助挤剂、润滑剂皆为非活性组分，其加入的种类和数量越多，脱硫剂的活性组分就越少，其硫容就越低；二是不同原料的表面光滑度一般差异较大，因此所加原料的种类越多，各种原料之间的表面结合力就越低，需要添加的粘结剂就越多，从而导致脱硫剂的活性组分减少，硫容亦相应降低。

发明内容