[发明专利]硫化氢脱除剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种硫化氢脱除剂及其制备方法和应用。该硫化氢脱除剂包括载体和活性组分，其中所述载体为锰氧化物分子筛，所述活性组分为铁氧化物。本发明提供的硫化氢脱除剂可直接用于较低温度下脱除混合气体中的硫化氢，利用活性相的特殊晶体结构通过吸附结合催化转化的方式实现硫化氢的净化，其成本低廉且脱硫精度高、硫容高、单程转化率高，有利于工业化推广。

技术领域

本发明涉及工业气体处理领域，特别涉及一种硫化氢脱除剂及其制备方法和应用。

背景技术

硫化氢(H₂S)是一种腐蚀性的具有恶臭气味的有毒气体，存在于空气、水、天然气、原油、工业生产以及城市和农业污水中。硫化氢对人体健康有很大的危害，还会造成环境污染，许多工业生产过程中会产生硫化氢，例如:以焦炭或无烟煤为原料制取水煤气或半水煤气时，以重油为原料部分氧化法制得煤气和天然气生产过程中会有硫化氢产生，催化加氢脱硫尾气及燃煤电厂所排放的烟道气中也含有大量的硫化氢。其他的一些氮肥厂、农药厂、制革厂等生产过程中也会产生大量的硫化氢气体。工业生产过程中存在的H₂S被认为是有害杂质，因为它不仅会危害人体健康和污染环境，还会引起化工生产设备和管道的腐蚀、下游催化剂的中毒失活以及产品质量的恶化等问题。很多工业过程对原料气中硫化氢含量有着严格要求，如IGCC燃气中硫化氢含量应低于20ppm，合成氨过程硫化氢含量应低于1ppm，甲醇合成气及F-T合成油原料气中硫化氢含量应低于0.1ppm，食品级二氧化碳中硫化氢含量也要求必须低于0.1ppm。因此，脱除工业生产过程中产生的硫化氢具有重要意义，这既可以改善大气环境，提高人民生活质量；还可以避免硫化氢对设备、管道的腐蚀及催化剂的毒化，从而提高生产效率及产品的质量。

脱除硫化氢的方法种类繁多，其中金属氧化剂因原料易得，脱硫效率高，污染少而一直备受关注。常见的金属氧化物脱硫化氢剂有氧化锌、铁氧化物、铁氧化物、氧化钙、氧化锰等，因其制备方法和来源不同，会得到性质差异迥异的脱硫剂，从而用于不同的脱硫目标和应用环境。而常规氧化物脱硫剂存在硫容量低、高浓度硫化氢时床层穿透速度快、脱硫反应温度高等缺点，如氧化锌脱硫剂在高温下易被还原为Zn并蒸发，造成活性相流失；氧化锰脱硫剂常用中高温脱除，低温下硫容量偏低。铁氧化物脱硫剂在高温且含氢气的还原性气氛中容易被还原为单质铁，大大减低了硫容量。因此，开发一种在低温下可高硫容量地、成本低廉地从气相中脱除硫化氢的催化剂具有非常现实的意义。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可在较低温度下可高硫容量地脱除硫化氢的催化剂。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种硫化氢脱除剂，包括：

载体和活性组分，其中所述载体为锰氧化物分子筛，所述活性组分为铁氧化物。

在一些实施例中，以所述硫化氢脱除剂的干基重量为基准，所述载体的含量为80～99.5重量％，以金属氧化物计，所述铁氧化物的含量为0.5～20重量％。

在一些实施例中，所述锰氧化物分子筛选自水钠锰矿、布赛尔矿、水羟锰矿、锰钡矿、锰钾矿、钙锰矿中的一种或多种。

在一些实施例中，所述铁氧化物选自氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe₂O₃)、四氧化三铁(Fe₃O₄)中的一种或多种。

另一方面，本发明提供上述硫化氢脱除剂的制备方法，包括：

将还原态锰化合物与铁金属盐溶于水，得到混合溶液；

将氧化态锰化合物与所述混合溶液混合，进行水热反应，收集沉淀物；以及