[发明专利]利用含铁废渣制备成型酸性气体吸附剂的方法及其制备的成型酸性气体吸附剂

说明书

本发明公开了一种利用含铁废渣制备成型酸性气体吸附剂的方法及其制备的成型酸性气体吸附剂，利用含硅、铝和含铁废渣进行酸性气体吸附剂制备与成型。本发明利用含铁废渣等工业废物制备吸附剂粉末，再通过二次成型，得到成分混合均匀、效果稳定、表面较为平整的成型吸附剂。所制备的成型吸附剂强度高，密度低，孔隙数量大，内部的吸附剂能与硫化氢和氯化氢等酸性气体充分接触，提高了吸附量和吸附剂的利用率，具有优异的吸附能力。本发明的原料价廉易得，成型工艺简单，对设备的要求不高，适合推广使用。

技术领域

本发明涉及一种吸附剂及其制备与成型方法，具体涉及一种含硅、铝和含铁废渣的酸性气体吸附剂及其制备与成型的方法。

背景技术

硫化氢和氯化氢是常见的酸性有害气体，会对环境造成污染，损害人体健康。目前，湿法吸收是常见的酸性气体处理方法，效果较好，但容易对设备造成腐蚀，还要面临废水的处理问题。干法去除酸性气体由于其工艺简单、对设备无腐蚀、吸附选择性高，被学者广泛研究。

干法粉末状吸附剂由于压降高、传质传热性能差、扩散阻力较大、接触效率较低等不利因素，难以进行工业化应用。为了解决这些问题，一般要将粉末负载在载体上或加入粘结剂进行成型，形成负载型吸附剂或成型的整体吸附剂。成型吸附剂质量均匀、强度高，和负载型吸附剂相比，没有载体占用吸附空间的问题，增加了产品的利用率。

目前市场常用的成型脱硫吸附剂主要是氧化铁和氧化锌这两种金属氧化物吸附剂。氧化铁原料来源广泛、成本低廉，是市面上低精度脱硫的优良选择。但其吸附容量和吸附效率较低，不适用于较高精度的脱硫应用。氧化锌是目前实现商用的脱硫剂中效果较好、精度较高的硫化氢吸附剂，广泛应用于脱除天然气、煤田气、炼厂气等原料中的硫化氢。但其应用成本较高，且氧化锌堆密度过高，内部氧化锌不能与硫化氢气体充分反应，降低了氧化锌的利用率。近年来，专家学者开始研究活性炭、沸石、金属有机框架等吸附材料，但仍难以研究出代替氧化铁和氧化锌的商用脱硫剂。

当前低浓度的氯化氢吸附主要采取金属氧化物吸附，但主要存在吸附选择性较低，无法达到深度脱除氯化氢的问题。也有学者通过分子筛吸附氯化氢气体，但又存在吸附量过低的问题。如何同时提高吸附量和吸附效果，达到低成本深度去除硫化氢，仍需要进行研究。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种利用含铁废渣制备成型酸性气体吸附剂的方法及其制备的成型酸性气体吸附剂，提供一种含硅、铝和含铁废渣的酸性气体吸附剂的制备与成型方法，以含铁废渣为原料、通过简单的成型工艺, 低成本制备出一种高吸附容量和吸附效率的成型酸性气体吸附剂。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用含铁废渣制备成型酸性气体吸附剂的方法，步骤如下：

(1)将含铝废渣与含硅废渣按一定比例在液相中进行预处理，过滤，烘干，得到混合物A；

所述含铝废渣中铝质量百分比含量为30～50wt.％，含硅废渣中硅质量百分比含量为 30～50wt.％；进行混合的所述含铝废渣中的铝与含硅废渣中的硅摩尔质量比为1:1～1:4；所述含铝废渣与含硅废渣的预处理条件为按照固液比1:3～1:5的比例加水搅拌、过滤，重复2～ 3次；所述烘干温度不低于105℃，烘干时间为1～2h；

(2)将混合物A和碱源按一定的比例混合，煅烧，得到混合物B；

所述混合物A和碱源进行混合的质量比为2:1～1:2；所述煅烧温度为300～500℃，煅烧时间为2～4h；

(3)取含铁废渣，烘干，研磨，过筛至50目；

所述含铁废渣的铁质量百分比含量为40～60wt.％；所述烘干温度不低于105℃，烘干时间为2～4h；

(4)将混合物B研磨至50目，再和在所述步骤(3)处理后的含铁废渣按照一定比例混合，得到混合物C；