專利名稱：脫氯劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高溫深度脫除氯化氫氣體的新型環(huán)境友好脫氯劑，更具體的說本發(fā)明涉及一種用于煤氣化高溫煤氣、生物質(zhì)制氣及各種燃燒發(fā)電、化工含氯氣體深度脫除氯化氫的脫氯劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
許多昂貴的催化劑在含氯化氫的氣氛中使用時會中毒失效，工業(yè)上在制合成氣、高溫煤氣、生物質(zhì)制氣及各種燃燒發(fā)電過程中需要解決從中脫除氯化氫氣體的問題。國內(nèi)外出現(xiàn)的脫氯劑種類很多，但仍有許多問題亟待解決，例如鈣基活性成分的脫氯劑，易于吸收水蒸氣而影響性能并加速粉化，而將堿金屬或堿土金屬負載于預(yù)先改性處理的有機粘土載體的脫氯劑制備步驟繁多，不僅引入組份困難，而且難以實現(xiàn)多種堿金屬/堿土金屬最優(yōu)化的負載比例和負載量，可控性差。另外目前的脫氯劑普遍存在使用成本高、熱穩(wěn)定性差、脫氯劑失效后容易造成二次污染等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種性能優(yōu)越、使用范圍寬且環(huán)境友好的廉價脫氯劑及其制備方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種脫氯劑，其制備原料成分包括聚己烯醇5～10wt％、膨潤土30～60wt％、烷基銨鹽5wt％、氫氧化鈉5～20wt％、氫氧化鎂10～40wt％和氫氧化銅5～20wt％。
所述脫氯劑的制備方法是將聚己烯醇、層狀膨潤土礦物和烷基銨鹽在40～80℃溫度下與多元氧化物的前驅(qū)液進行漿液合成反應(yīng)；待充分反應(yīng)后，將反應(yīng)產(chǎn)物擠壓成條形，在80～100℃溫度下烘干4h，然后在650℃溫度下焙燒10h制得所述脫氯劑。所述多元氧化物的前驅(qū)液是氫氧化鈉、氫氧化鎂和氫氧化銅的混合堿溶液，烷基銨鹽是十六烷基三甲基溴化銨。
本發(fā)明的有益效果天然膨潤土的晶體結(jié)構(gòu)普遍認(rèn)為是二層硅氧四面體晶片與其間的鋁氧八面體晶片相結(jié)合形成晶層，構(gòu)成2∶1結(jié)構(gòu)，每層具有高度有序的晶格排列，層與層之間為弱的分子鍵，層間弱鍵合的離子可以被其它離子所取代，同時可調(diào)節(jié)層間的距離，這些獨特天然的結(jié)構(gòu)使其具有離子交換性、膨脹性、觸變性、粘結(jié)性及吸附性等許多有價值的特性，是良好的制備脫氯劑的前體材料。本發(fā)明將多元氧化物引入到膨潤土結(jié)構(gòu)中，不僅加強了體系的骨架結(jié)構(gòu)，進一步提高了熱穩(wěn)定性能，使用溫度達923K，而且也有助于物質(zhì)的多孔化、復(fù)合化和功能化。本發(fā)明充分利用了層狀膨潤土獨特的層間可膨脹性，很好的吸附性及離子交換性能，以聚己烯醇為表面活性劑，添加烷基銨鹽，在發(fā)揮表面多元活性中心協(xié)同作用的同時，充分考慮了強化傳熱、傳質(zhì)、加速化學(xué)反應(yīng)的因素，脫氯精度小于0.1mg/m3，利用率及氯容量很高(在823K，尾氣0.1mg/m3的穿透氯容量達55.3％)。本發(fā)明所用主要原料均為廉價而豐富的礦物和氫氧化物，制備過程簡單、可控，不涉及復(fù)雜的設(shè)備和工序，成本很低。本發(fā)明的脫氯劑屬多組分復(fù)合型脫氯劑，性能優(yōu)越，使用范圍寬，在實驗中實現(xiàn)了對HCl氣體的高溫深度脫除。本發(fā)明的脫氯劑環(huán)境友好，在吸收反應(yīng)氯化氫氣體后，其成分的氧被氯替代，廢的脫氯劑主要為膨潤土夾雜脫氯反應(yīng)后生成的氯化物鹽類，即使直接拋棄，也絕不可能發(fā)生氯離子的二次污染。


圖1是實施例一氯容量與溫度關(guān)系圖；圖2是實施例一穿透曲線圖；圖3是實施例二氯容量與溫度關(guān)系圖；圖4是實施例二穿透曲線圖；圖5是實施例三氯容量與溫度關(guān)系圖；
圖6是實施例三穿透曲線圖。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明進一步詳細描述一種脫氯劑，其成分包括聚已烯醇5～10wt％、膨潤土30～60wt％、烷基銨鹽5wt％、氫氧化鈉5～20wt％、氫氧化鎂10～40wt％和氫氧化銅5～20wt％。
所述脫氯劑的制備方法是將聚己烯醇、層狀膨潤土礦物和烷基銨鹽在40～80℃溫度下與多元氧化物的前驅(qū)液進行漿液合成反應(yīng)；待充分反應(yīng)后，將反應(yīng)產(chǎn)物擠壓成形，在80～100℃溫度下烘干4h，然后在650℃溫度下焙燒10h制得所述脫氯劑。所述多元氧化物的前驅(qū)液是氫氧化鈉、氫氧化鎂和氫氧化銅的混合堿溶液，烷基銨鹽是十六烷基三甲基溴化銨。
性能測試脫氯反應(yīng)產(chǎn)物中的MgCl2，CuCl2和NaCl，MgCl2的熔點最低(為974K)，因此，當(dāng)溫度超過974K脫氯劑活性組份之一的MgO將失去作用，這必將影響脫氯劑的脫氯性能，因此，本發(fā)明脫氯劑的最高使用溫度應(yīng)當(dāng)小于974K。脫氯性能的測試條件為內(nèi)徑10mm固定床反應(yīng)器，入口HCl氣體濃度為1000mg/m3，空速為3000h-1，脫氯劑顆粒為0.3～0.5mm，樣品裝填時要在脫氯固定床反應(yīng)器內(nèi)設(shè)1～2層孔徑小于劑種粒徑的鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)上面鋪設(shè)厚度為200mm、粒度為約10mm的瓷球，脫氯劑床層應(yīng)盡量裝填平整均勻，載氣采用氮氣，氯容量與溫度的關(guān)系在反應(yīng)10h的條件下測定，穿透曲線在高徑比為6的條件下測定，常壓操作。性能測試表明，本發(fā)明脫氯劑的堆比重為0.60～0.80g.ml1，側(cè)壓強度為90～110N/cm，比表面積為80～100m2/g。以0.1mg/m3作為尾氣穿透，測試發(fā)現(xiàn)在623K、723K和823K反應(yīng)尾氣達0.1mg/m3的穿透時間分別大于16.1h、16.9h和22.8h，穿透氯容量依次大于48.2％、50.5％和55.3％。穿透曲線也暗示，本發(fā)明脫氯劑飽和所需要的時間很長，在80h以后才趨向于飽和狀態(tài)，脫氯性能在573～923K范圍，隨溫度的升高而增加。
實施例一脫氯劑的組成配方膨潤土50wt％，化學(xué)試劑聚己烯醇5wt％，十六烷基三甲基溴化銨5wt％，Mg(OH)2(20wt％)，Cu(OH)2(8wt％)，NaOH(12wt％)。
性能測試堆積密度為0.76g.ml1，側(cè)壓強度為103N/cm，BET測試的比表面積為93.356m2/g。
溫度與氯容量的關(guān)系見圖1所示，穿透曲線如圖2所示。
實施例二脫氯劑的組成配方膨潤土55wt％，化學(xué)試劑聚己烯醇5wt％，十六烷基三甲基溴化銨5wt％，Mg(OH)2(15wt％)，Cu(OH)2(5wt％)，NaOH(15wt％)。
性能測試堆積密度為0.70g.ml1，側(cè)壓強度為95N/cm，BET測試的比表面積為98.267m2/g。
溫度與氯容量的關(guān)系見圖3所示，穿透曲線如圖4所示。
實施例三脫氯劑的組成配方膨潤土40wt％，化學(xué)試劑聚己烯醇8wt％，十六烷基三甲基溴化銨5wt％，Mg(OH)2(17wt％)，Cu(OH)2(10wt％)，NaOH(20wt％)。
性能測試堆積密度為0.78g.ml1，側(cè)壓強度為108N/cm，BET測試的比表面積為82.305m2/g。
溫度與氯容量的關(guān)系見圖5所示，穿透曲線如圖6所示。
以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種脫氯劑，其制備原料包括聚己烯醇5～10wt％、膨潤土30～60wt％、烷基銨鹽5wt％、氫氧化鈉5～20wt％、氫氧化鎂10～40wt％和氫氧化銅5～20wt％。
2.一種權(quán)利要求1所述脫氯劑的制備方法，其特征是將聚己烯醇、層狀膨潤土礦物和烷基銨鹽在40～80℃溫度下與多元氧化物的前驅(qū)液進行漿液合成反應(yīng)；待充分反應(yīng)后，將反應(yīng)產(chǎn)物擠壓成形，在80～100℃溫度下烘干4h，然后在650℃溫度下焙燒10h制得所述脫氯劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述脫氯劑的制備方法，其特征是以膨潤土為基體材料，聚己烯醇為表面活性劑，烷基銨鹽是十六烷基三甲基溴化銨，多元氧化物的前驅(qū)液是氫氧化鈉、氫氧化鎂和氫氧化銅的混合堿溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脫氯劑及其制備方法，所述脫氯劑其成分包括聚己烯醇5～10wt％、膨潤土30～60wt％、烷基銨鹽5wt％、氫氧化鈉5～20wt％、氫氧化鎂10～40wt％和氫氧化銅5～20wt％。所述脫氯劑的制備方法是將聚己烯醇、層狀膨潤土礦物和烷基銨鹽在40～80℃溫度下與多元氧化物的前驅(qū)液進行漿液合成反應(yīng)；待充分反應(yīng)后，將反應(yīng)產(chǎn)物擠壓成形，在80～100℃溫度下烘干4h，然后在650℃溫度下焙燒10h制得所述脫氯劑。本發(fā)明的脫氯劑脫氯精度小于0.1mg/m
文檔編號B01D53/68GK1724119SQ20051002718
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者豆斌林, 陳兵兵 申請人:上海電力學(xué)院