本發(fā)明屬于高溫氣體脫硫劑制備及應(yīng)用領(lǐng)域,具體為可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法,也是高溫煤氣脫硫凈化過(guò)程硫資源化回收方法,具體來(lái)說(shuō)是一種將高溫脫硫后的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基吸附劑中的硫以單質(zhì)硫磺的方式再生回收利用,并使脫硫劑脫硫活性得以恢復(fù)及脫硫劑脫硫/再生過(guò)程得以循環(huán)進(jìn)行的方法。
背景技術(shù):
我國(guó)“富煤、少油、缺天然氣”特殊的一次能源儲(chǔ)存與消費(fèi)結(jié)構(gòu),決定了未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期,煤炭仍然是我國(guó)最豐富、最可靠、最廉價(jià)的基礎(chǔ)能源。煤炭直接燃燒利用過(guò)程存在能量利用效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、設(shè)備投資大、工藝操作復(fù)雜等不足,而隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康、環(huán)境友好的良性發(fā)展,煤炭間接潔凈高效轉(zhuǎn)化與利用就成為最具潛力的煤炭利用技術(shù)。在煤炭間接潔凈高效轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)中,煤炭高溫氣化是其關(guān)鍵技術(shù)之一。在煤炭高溫氣化過(guò)程中煤炭中的硫化物部分轉(zhuǎn)移到煤制氣體中,而產(chǎn)生的氣體硫化物會(huì)導(dǎo)致后續(xù)設(shè)備與儀器腐蝕、催化劑失活中毒、排放到大氣又污染環(huán)境等不利結(jié)果。因此氣體脫硫凈化在煤炭間接潔凈高效轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)中是非常必要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,其中高溫煤氣脫硫凈化能夠利用氣體潛熱與顯熱,具有脫硫效率高、脫硫劑可以重復(fù)循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn),成為先進(jìn)的氣體脫硫凈化方法。高溫煤氣脫硫凈化技術(shù)中高溫煤氣脫硫劑是其核心部分,而高溫煤氣脫硫劑性能與脫硫技術(shù)要求密切相關(guān)。高溫煤氣脫硫劑性能主要有:脫硫硫容、脫硫精度、可再生性、機(jī)械耐磨性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等。目前,高溫煤氣脫硫劑依據(jù)脫硫活性組分類型通常有:氧化鐵基、氧化鋅基、氧化錳基、氧化鈰基、鐵酸鋅基、鈦酸鋅基、鐵鈰氧化物基等。高溫煤氣脫硫劑應(yīng)用過(guò)程中包括脫硫和再生兩個(gè)連續(xù)步驟,其中再生是實(shí)現(xiàn)高溫煤氣脫硫劑硫資源回收和循環(huán)使用必不可少的環(huán)節(jié)。氧化鐵基高溫煤氣脫硫劑具有原材料來(lái)源方便,制造價(jià)格低,飽和脫硫硫容較高,可容易再生等優(yōu)點(diǎn),但脫硫效率即脫硫精度不高,再生過(guò)程中熱效應(yīng)大易燒結(jié),適用于精度要求不高的原料氣脫硫凈化,中國(guó)專利(CN101805641A)發(fā)明了一種高溫煤氣脫硫劑再生工藝,涉及到一種高溫煤氣氧化鐵基脫硫劑。氧化鈰基脫硫劑是一種新型的高溫煤氣脫硫劑,SO2再生氣氛下再生產(chǎn)物只有單質(zhì)硫,再生產(chǎn)物單一,利于硫資源回收,在脫硫和再生過(guò)程中氧化鈰穩(wěn)定性好,并且再生反應(yīng)放熱少,鈰不容易揮發(fā)損失或形成硫酸鹽,被譽(yù)為第二代高溫煤氣脫硫劑(Zeng. High Temperature Gas Desulfurization with Elemental Sulfur Production. Chemical Engneering Science, 1999, 54: 3007-3017),但是氧化鈰基高溫煤氣脫硫劑脫硫硫容低,且需要較高的脫硫與再生溫度。高溫煤氣脫硫劑性能及再生產(chǎn)物資源化回收與再生氣氛組成密切相關(guān),高溫煤氣脫硫劑再生氣氛主要包括:氧氣氣氛、水蒸氣氣氛、二氧化硫氣氛、氧氣-水蒸氣混合氣氛、氧氣-二氧化硫氣氛。氧氣氣氛再生產(chǎn)物硫形態(tài)主要是二氧化硫氣體,水蒸氣氣氛再生產(chǎn)物硫形態(tài)主要是硫化氫氣體,二氧化硫氣氛再生產(chǎn)物硫形態(tài)主要是單質(zhì)硫固體。中國(guó)專利(CN101805641A)發(fā)明了一種高溫煤氣脫硫劑再生工藝,主要涉及氧化鐵基高溫煤氣脫硫劑在O2-SO2混合氣氛中再生,實(shí)現(xiàn)高溫煤氣脫硫再生過(guò)程氣氛的熱效應(yīng)和動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償,再生產(chǎn)物為單質(zhì)硫磺與二氧化硫氣體。中國(guó)專利(CN102851085A)發(fā)明可再生鈣系高溫煤氣脫硫劑的制備方法,涉及脫硫劑再生氣氛為水蒸氣。中國(guó)專利(CN102002402A和CN102517098A)發(fā)明可再生錳系高溫煤氣脫硫劑的制備方法,涉及脫硫劑再生氣氛為水蒸氣、空氣、二氧化硫。上述兩個(gè)專利沒(méi)有給出再生產(chǎn)物硫的形態(tài)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明一種可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法,目的在于針對(duì)目前高溫煤氣脫硫/再生循環(huán)過(guò)程中主要存在再生產(chǎn)物復(fù)雜,難以分離回收資源化使用,脫硫劑再生率不高,高溫脫硫/再生脫硫劑活性組分循環(huán)過(guò)程中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,再生溫度高易導(dǎo)致脫硫劑飛溫等問(wèn)題,依據(jù)二氧化硫氣氛中高溫脫硫劑脫硫活性組分氧化鐵和氧化鈰不同,產(chǎn)生的再生反應(yīng)分別為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的熱效應(yīng)不同(見下列化學(xué)反應(yīng)式),來(lái)實(shí)現(xiàn)高溫煤氣脫硫劑再生過(guò)程溫和操作,并最終提供一種再生產(chǎn)物單一且可高效率硫資源化回收、再生效率高,再生過(guò)程中脫硫劑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的高溫煤氣脫硫劑再生方法。
首先,制備可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,是一種以硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O)、硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O)和硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O)三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 30~40wt.%,CeO2 50~60wt.%,ZrO2 5~15wt.%,其余微量氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂等。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法,包括如下步驟:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、利用脫硫劑進(jìn)行脫硫,脫硫條件為:床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡。當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止硫化。
(3)、對(duì)硫化后的脫硫劑樣品進(jìn)行再生,再生條件為:床層溫度600~750℃;空速1000~3000h-1,反應(yīng)氣體組成為1~3%的SO2、N2平衡。當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生。
(4)、脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫,再生產(chǎn)物全部為單質(zhì)硫磺。
實(shí)行脫硫劑的脫硫-再生-脫硫-再生如此數(shù)次的循環(huán)往復(fù)過(guò)程。
上述脫硫劑樣品的具體制備方法如下:
(1)、將46.43~57.46wt.%硝酸鐵、36.05~50.24wt.%硝酸亞鈰和3.08~10.08wt.%硝酸氧鋯三種原料混合均勻后,用蒸餾水溶解混合原料制成混合溶液,將制成的混合溶液置于磁力攪拌器中高速持續(xù)攪拌,使溶液中離子混合均勻;
(2)、將混合溶液反向逐滴滴加至氨水中使溶液pH達(dá)到9~10,以滿足溶液全部沉淀,隨后進(jìn)行過(guò)濾分離,對(duì)濾餅用水沖洗,直到洗滌液pH達(dá)到7~8停止沖洗;
(3)、將濾餅置于烘干箱中,在105℃干燥24h,得到干燥的濾餅。
(4)、將干燥的濾餅放入馬弗爐在700℃下于空氣氣氛中焙燒5h,得到脫硫劑主要組分的樣品;
(5)、上述得到的樣品研磨均勻后,加入適量的造孔劑聚乙烯醇和粘結(jié)劑水,充分捏合后,用擠條機(jī)擠壓制成圓柱型(φ3~5mm)的脫硫劑樣品;
(6)、在室溫下風(fēng)干,在120℃下烘干2h,最后放入馬弗爐于700℃煅燒3h,最后自然冷卻到室溫,得到脫硫劑。
本發(fā)明利用再生氣氛SO2與復(fù)合金屬氧化物脫硫劑中活性氧化鐵和活性氧化鈰組分間再生反應(yīng)的熱效應(yīng)互補(bǔ)作用,避免了再生過(guò)程中飛溫現(xiàn)象,本發(fā)明脫硫劑再生方法具有脫硫劑再生溫度適宜、再生率高、再生產(chǎn)物單一且宜分離回收利用、脫硫劑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1表示氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基脫硫劑三次脫硫/再生循環(huán)過(guò)程中穿透硫容和再生率。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
制備高溫煤氣脫硫劑樣品。
稱取151.5g的硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O),151.32g的硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O),21.71g的硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O) 三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 30wt.%,CeO2 60wt.%,ZrO2 10wt.%。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法如下:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、在床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡,進(jìn)行脫硫,當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止脫硫,此時(shí),脫硫劑穿透硫容為14.76wt.%。
(3)、在床層溫度700℃,空速2000h-1,反應(yīng)氣體組成為2%的SO2、N2平衡,進(jìn)行再生,當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生,脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用,脫硫劑再生率在97.88%以上,再生產(chǎn)物單質(zhì)硫選擇性近100%。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫。
實(shí)施例2
制備高溫煤氣脫硫劑樣品。
稱取202g的硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O),138.78g的硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O),10.851g的硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O)三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 40wt.%,CeO2 55wt.%,ZrO2 5wt.%。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法如下:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、在床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡,進(jìn)行脫硫,當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止脫硫,此時(shí),脫硫劑穿透硫容為17.93wt.%。
(3)、在床層溫度700℃,空速2000h-1,反應(yīng)氣體組成為2%的SO2、N2平衡,進(jìn)行再生,當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生,脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用,脫硫劑再生率在98.35%以上,再生產(chǎn)物單質(zhì)硫選擇性近100%。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫。
實(shí)施例3
制備高溫煤氣脫硫劑樣品。
稱取176.75g的硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O),126.16g的硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O),32.54g的硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O)三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 35wt%,CeO2 50wt.%,ZrO2 15wt.%。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法如下:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、在床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡,進(jìn)行脫硫,當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止脫硫,此時(shí),脫硫劑穿透硫容為15.87%。
(3)、在床層溫度700℃,空速2000h-1,反應(yīng)氣體組成為2%的SO2、N2平衡,進(jìn)行再生,當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生,脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用,脫硫劑再生率在97.65%以上,再生產(chǎn)物單質(zhì)硫選擇性近100%。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫。
實(shí)施例4
制備高溫煤氣脫硫劑樣品。
稱取202g的硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O),138.78g的硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O),10.851g的硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O)三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 40wt.%,CeO2 55wt.%,ZrO2 wt.5%。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法如下:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、在床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡,進(jìn)行脫硫,當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止脫硫,此時(shí),脫硫劑穿透硫容為17.93wt.%。
(3)、在床層溫度600℃;空速2000h-1,反應(yīng)氣體組成為2%的SO2、N2平衡,進(jìn)行再生,當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生,脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用,脫硫劑再生率在90.23%以上,再生產(chǎn)物單質(zhì)硫選擇性近100%。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫。
實(shí)施例5
制備高溫煤氣脫硫劑樣品。
稱取202g的硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O),138.78g的硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O),10.851g的硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O)三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 40wt.%,CeO2 55wt.%,ZrO2 5wt.%。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法如下:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、在床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡,進(jìn)行脫硫,當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止脫硫,此時(shí),脫硫劑穿透硫容為17.93wt.%。
(3)、在床層溫度750℃;空速2000h-1,反應(yīng)氣體組成為2%的SO2、N2平衡,進(jìn)行再生,當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生,脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用,脫硫劑再生率在98.27%以上,再生產(chǎn)物單質(zhì)硫選擇性近100%。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫。
實(shí)施例6
制備高溫煤氣脫硫劑樣品。
稱取202g的硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O),138.78g的硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O),10.851g的硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O)三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 40wt.%,CeO2 55wt.%,ZrO2 5wt.%。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法如下:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、在床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡,進(jìn)行脫硫,當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止脫硫,此時(shí),脫硫劑穿透硫容為17.93wt.%。
(3)、在床層溫度700℃;空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為2%的SO2、N2平衡,進(jìn)行再生,當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生,脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用,脫硫劑再生率在98%以上,再生產(chǎn)物單質(zhì)硫選擇性近100%。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫。
實(shí)施例7
制備高溫煤氣脫硫劑樣品。
稱取202g的硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O),138.78g的硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O),10.851g的硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O)三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 40wt.%,CeO2 55wt.%,ZrO2 5wt.%。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法如下:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、在床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡,進(jìn)行脫硫,當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止脫硫,此時(shí),脫硫劑穿透硫容為17.93wt.%。
(3)、在床層溫度700℃;空速3000h-1,反應(yīng)氣體組成為2%的SO2、N2平衡,進(jìn)行再生,當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生,脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用,脫硫劑再生率在98.28%以上,再生產(chǎn)物單質(zhì)硫選擇性近100%。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫。
實(shí)施例8
制備高溫煤氣脫硫劑樣品。
稱取202g的硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O),138.78g的硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O),10.851g的硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O)三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 40wt.%,CeO2 55wt.%,ZrO2 5wt.%。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法如下:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、在床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡,進(jìn)行脫硫,當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止脫硫,此時(shí),脫硫劑穿透硫容為17.93wt.%。
(3)、在床層溫度700℃;空速2000h-1,反應(yīng)氣體組成為1%的SO2、N2平衡,進(jìn)行再生,當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生,脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用,脫硫劑再生率在96.11%以上,再生產(chǎn)物單質(zhì)硫選擇性近100%。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫。
實(shí)施例9
制備高溫煤氣脫硫劑樣品。
稱取202g的硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O),138.78g的硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O),10.851g的硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O)三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 40wt.%,CeO2 55wt.%,ZrO2 5wt.%。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法如下:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、在床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡,進(jìn)行脫硫,當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止脫硫,此時(shí),脫硫劑穿透硫容為17.93wt.%。
(3)、在床層溫度700℃;空速2000h-1,反應(yīng)氣體組成為3%的SO2、N2平衡,進(jìn)行再生,當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生,脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用,脫硫劑再生率在98.33%以上,再生產(chǎn)物單質(zhì)硫選擇性近100%。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫。
實(shí)施例10
制備高溫煤氣脫硫劑樣品。
稱取202g的硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O),138.78g的硝酸亞鈰(Ce(NO3)3·6H2O),10.851g的硝酸氧鋯(ZrO(NO3)2·2H2O)三種物質(zhì)為脫硫劑制備主要原料,添加粘結(jié)劑、造孔劑,經(jīng)過(guò)擠條成型的氧化鐵-氧化鈰-氧化鋯基復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑,其主要脫硫活性組分為活性氧化鐵和活性氧化鈰,脫硫催化劑為活性氧化鋯,三種脫硫劑組分含量分別為Fe2O3 40wt.%,CeO2 55wt.%,ZrO2 5wt.%。
上述可再生復(fù)合金屬氧化物高溫煤氣脫硫劑的再生方法如下:
(1)、將制備的樣品放入固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)徑30mm,長(zhǎng)度150mm,脫硫劑為φ3mm的正圓柱形,床層髙徑比為5,粒徑比10。
(2)、在床層溫度550℃,空速1000h-1,反應(yīng)氣體組成為10%H2、進(jìn)口H2S濃度0.5%、N2平衡,進(jìn)行脫硫,當(dāng)出口H2S濃度大于5ppm,停止脫硫。
(3)、在床層溫度700℃;空速2000h-1,反應(yīng)氣體組成為2%的SO2、N2平衡,進(jìn)行再生,當(dāng)出口單質(zhì)硫濃度小于1ppm時(shí),停止再生,脫硫劑再生過(guò)程中,反應(yīng)器出口氣體,經(jīng)過(guò)降溫到70℃以下,分離回收氣體中單質(zhì)硫磺,剩余再生氣再進(jìn)行下一步的循環(huán)使用。結(jié)束再生過(guò)程,再生后的脫硫劑進(jìn)行下一輪的脫硫。三次硫化/再生循環(huán)中穿透硫容與再生率結(jié)果見附圖1。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是,以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,都不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的精神和范圍,其均應(yīng)涵蓋本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍中。