[发明专利]一种氧化锌煤气脱硫剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化锌煤气脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：采用四步法三维编织技术将纤维长丝编织成带轴纱的三维全五向编织件；将浓度为0.10‑0.25mol/L的Zn(NO₃)₂·6H₂O溶液和体积分数为25％的NH₃·H₂O溶液按照任意比例混合，得到水热溶液；将得到的三维全五向编织件放置水热溶液中，在室温环境下进行水热反应，生成氧化锌纳米结构；将生成的氧化锌纳米结构通过高温焙烧处理即可得到氧化锌煤气脱硫剂。本发明脱硫材料工艺路线简单、易于实施，可以满足脱硫剂工业化的性能要求；且脱硫剂采用柔韧性高、孔隙率丰富的纤维材料作为载体构筑脱硫剂多级微观孔隙结构，可提高脱硫剂的吸附能力和脱硫反应活性。

技术领域

本发明属于煤化工脱硫剂制备技术领域，尤其涉及一种氧化锌煤气脱硫剂的制备方法。

背景技术

煤气化是将经过选洗的煤炭送入气化炉反应器内，在一定的温度和压力下，通过气化剂如空气、蒸汽和氧气等，将煤中的有机质转化为含有CO、H₂、CH₄等可燃气体和CO₂、N₂等非可燃气体的过程。在煤炭气化的过程中，除了这些常规组分外，煤炭中的重金属组分会随着煤渣形成固体废弃物，而煤炭中的硫则大部分会转化为硫化氢并存在于煤气中。使用未经脱硫处理的煤气会对之后的工艺产生危害。第一，硫化氢是一种具有腐蚀性的酸性气体，若不对煤气中的硫化氢进行脱除处理，会对煤气运输和保存过程中的设备造成腐蚀，形成安全隐患，同时增加了设备使用过程中的维护成本以及设备的使用寿命。第二，硫化氢具有较强的吸附性以及反应性，并具有一定的酸性。当含有硫化氢的煤气进入至下游合成工艺，容易吸附在合成过程中使用的催化剂表面或与具有较强碱性的催化剂发生反应，造成催化剂中毒。在许多燃料电池中，硫化氢的存在会引起催化剂失活，造成电池电压下降。因此硫化氢的存在会对下游工艺产生严重的影响和危害，造成生产成本上升。第三，含有硫化氢的煤气会造成下游合成工艺产品污染，导致产品纯度下降，影响产品性能。第四，硫化氢是一种超剧毒气体，是一种强烈的神经毒素，对粘膜有强烈刺激作用。综合以上分析，为了满足生产工艺要求，同时减轻环境污染，避免生产隐患，必须对煤气中的硫化氢进行脱除。

在过去的几十年中，金属氧化物高温煤气脱硫剂领域中涌现出众多具有创新性以及指导意义的研究成果，但是由于工业生产中对于高温煤气脱硫技术具有非常高的要求，因此高温煤气脱硫仍然难以实现大规模应用。其中，对于高温煤气脱硫剂的要求主要包括以下几点：

(1)对硫化氢具有较强的吸附性，在使用条件下可以对硫化氢实现高精度吸附，同时没有副反应的产生；(2)对硫化氢具有较大的吸附容量，脱硫剂与硫化氢较强的反应能力，可以减少脱硫剂的用量；(3)具有较高的机械强度，保持脱硫剂在硫化-再生过程中的结构性能，避免出现脱硫剂的粉化现象；(4)制备工艺简单，成本较低；(5)可再生能力强，可以进行多次重复利用，在多次硫化-再生过程中可以保持较高的性能稳定性，降低脱硫剂的成本，这是脱硫剂能否实现工业化的重要指标。

已有专利CN201710151684.9、CN201510187119.9、CN201710151683.4和CN201410671737.6分别公开了不同金属氧化物脱硫剂的制备方法。虽然以上方法技术成熟，但存在能耗高、污染严重等环境问题。有些脱硫剂更是存在活性组分分布不均匀等问题，难以达到工业化要求。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，提供一种氧化锌煤气脱硫剂的制备方法，以解决脱硫剂反应过程中孔隙率、活性组分利用率低下以及脱硫剂硫化-再生性能差的问题，并最终提高脱硫剂的硫化性能。

为了达到上述发明目的，进而采取的技术方案如下：

一种氧化锌煤气脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：

A.三维全五向编织件制备：采用四步法三维编织技术将纤维长丝编织成带轴纱的三维全五向编织件；