[发明专利]脱硫剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可在气态物料或液态物料中脱除H₂S的脱硫剂和制备方法，特别是一种以Ca₂Fe₂O₅为有效活性组分的高效脱硫剂及其制备方法。

以煤或石油制取化工原料的过程中含有的H₂S会使后续工段的催化剂中毒而失活。很多工业废水废气中也含有大量的H₂S，直接排放会污染环境或造成人畜中毒，现有的脱硫剂主要有活性碳类脱硫剂或以氧化锌，氧化铁为主要成分的脱硫剂。氧化锌是一种高温脱硫剂，要取得良好的脱硫效果，一般使用温度应在200℃～500℃。专利文献所称的常温脱硫在低于80℃以下时，效果并不理想，且硫容量很低(小于9％(W/W))。以氧化铁为主要成份的脱硫剂是一种古老的脱硫剂，但由于其对温度，空速适用范围窄，反应效率低，硫容低的缺点，一般只能用于初级粗脱硫或与其它剂种配合使用，实际效果并不理想。

CN1067828A公开了一种“常温精脱有机硫及无机硫新工艺”，用该方法包括用改性活性炭或氧化铁在常温下脱硫，再在30～120℃的温度下用常温水解有机硫催化剂，常压水解吸收硫，或者最后再用改性活性炭或氧化铁在常温下脱硫。其中氧化铁脱硫剂是市售的TG-1、SN-1和ET-1，在该专利中没有详细记载这些脱硫剂的组成和制备方法。脱硫精度为0.1ppm，没有提及脱硫精度的检测方法及硫容。

CN1068356A公开了一种“高温煤气二步脱硫法”，该方法包括初级脱硫和高温第二步脱硫，第二步脱硫是在650℃下进行的。初级脱硫的脱硫剂是由废铁泥掺混4-15％氧化钙和10-40％的膨润土，在800-1000℃的高温下焙烧制成的，脱硫效率＞90％，硫容为8％，在该专利中没有提及第一步脱硫的温度，也没有提及脱硫剂的焙烧气氛。第二步脱硫的脱硫剂是氧化铁和氧化锌掺混10-40％膨润土，在800-1000℃高温焙烧制成的，脱硫效率＞90％，硫容为8％。铁泥的组成相当复杂，来自不同的加工过程中的铁泥其组成也不相同，而且铁泥中含有许多的杂质，如铝、磷、硫、锰、碳等，此外，废泥中可能含有铁，在该专利中并未详细描述废铁泥的组成，当然也就无法判断在铁泥中铁的含量。但从其文字表述可以看出，该氧化铁脱硫剂只能用于粗脱硫。此外，CN1094331A中公开了一种“常温氧化锌脱硫剂和制备方法”。

一种脱硫剂的性能主要取决于其硫容、脱硫精度和使用温度，硫容越大、脱硫精度越高，则脱硫剂的性能越好。CN1067828A中脱硫剂的脱硫精度不够高；CN1068356A中脱硫剂的硫容不够大，脱硫精度也不够高，所以需要两步才能脱硫至≤1ppm。在此之前，尚未公开过硫容超过20％的脱硫剂。

因此，本发明的一个目的是提供一种硫容大，脱硫精度高、反应速度快、能在较低温度下脱除气态和液态物料中H₂S的脱硫剂。

本发明的另一目的是提供一种硫容大、脱硫精度高、能在液态、气态物料中低温使用的以Ca₂Fe₂O₅为有效活性组分的脱硫剂的制备方法。

本发明的脱硫剂含有特定复合结构的Ca₂Fe₂O₅活性组分，Ca₂Fe₂O₅活性组分的量大于脱硫剂总重量的40％。本发明脱硫剂可以含有小于脱硫剂总重量40％的CaO、Ca(OH)₂、Fe₂O₃及H₂O。

图1所示为按实施例1的脱硫剂的X射线衍射图，经与X射线卡片(J.C.P.D.S卡片)检索对比，图1中的数据表明，该脱硫的主要组分为Ca₂Fe₂O₅；

图2所示为实施例1的脱硫剂用于脱除H₂S，被穿透后的脱硫剂的X射线衍射图，经与X射线卡片(J.C.P.D.S卡片)检索对比，图2中的数据表明，其主要组分为Fe₇S₈和FeS的混合物。

本发明的脱硫剂是这样按如下方法制备的：

a．将主要成分为氧化铁和/或氢氧化铁和/或硝酸铁的粉末与氧化钙和/或氢氧化钙和/或碳酸氢钙和/或碳酸钙的粉末混合，其中铁与钙的摩尔比为1∶1至1∶5；

b．将混合料加水搅拌，成型，干燥；

c．在700℃～1100℃温度下的氧化性气氛中焙烧0.5至24小时；