一種硫化氫脫硫劑的再生方法
2023-10-07 01:15:39
專利名稱：一種硫化氫脫硫劑的再生方法
技術領域：
本發明涉及一種化工技術領域的脫硫劑的再生方法，具體是一種硫化氫脫硫劑的
再生方法。
背景技術：
硫化氫是一種酸性氣體，具有生物毒性，分散到空氣中可被氧化為二氧化硫造成大氣汙染。一種人工多孔材料，由於其內部孔道豐富、比表面積大、機械性能好和壓降低點且造價低廉，是一種應用廣泛的吸附劑，可改性後用於硫化氫的去除。多孔脫硫劑在工業生產中的應用非常廣泛，典型的有潔淨煤技術(CCT-Clean Coal Technology)中硫化氫的控制，國外的水廠多用活性炭脫硫劑除臭，多孔脫硫劑使用後，孔道內部生成大量的硫單質覆蓋催化活性基團，導致脫硫劑失活，潔淨煤技術中的硫化氫常含有副產品萘單質，水廠使用的脫硫劑則含有大量潮溼氣體，工業使用後的廢脫硫劑多數拋棄處理，為環境造成巨大的固體廢棄物壓力。現有的技術主要集中在改性活性炭製備高效脫硫劑上，通過得到高效的脫硫劑減少固體廢棄物的排放，試圖從源頭上對廢脫硫劑的減量，但無法杜絕廢脫硫劑的產生，因而再生廢脫硫劑使之資源化是必要的。多孔脫硫劑在脫硫反應中，硫化氫會被氧化為硫單質附著在多孔脫硫劑孔道內部覆蓋催化活性基團致使脫硫劑失活，故多孔脫硫劑再生的關鍵是去除覆蓋活性基團的硫單質。現有多孔材料的再生技術主要集中在用於去除揮發性有機汙染物或水處理脫色中使用的多孔吸附劑上，熱水洗滌再生法(水溫60 80°C)、直接熱再生法(再生溫度50 150°C )是其中較為成熟的技術，這些再生技術所適用的範圍具有局限性，其共同特點為多孔材料內部的吸附質沸點很低，常溫表現為氣體，吸附水平較低且為物理吸附。而硫單質物理性質相對穩定，熔點112. 8°C，沸點444. 6°C，難溶於水，將其加入水中將形成白色懸濁液，微溶於酒精，易溶於二硫化碳，現有的技術如熱水洗滌再生法(水溫60 80°C )、直接熱再生法(再生溫度50 150°C )無法滿足多孔脫硫劑的再生，故針對多孔脫硫劑再生的技術方法是必要的。根據硫單質的物理性質可知，硫單質沸點444. 6°C，高溫去除多孔脫硫劑中的硫單質硫單質需要較高能耗，經濟成本高；從洗滌再生法角度考慮，關鍵的技術問題是再生介質 (洗脫液)的選擇，已知易溶於二硫化碳，二硫化碳常溫為液體，故可選作為用於洗滌再生多孔脫硫劑的洗脫液主要成分。經對現有技術的文獻檢索，尚未發現以二硫化碳作為洗滌再生法再生多孔脫硫劑的洗脫液主要成分的報導。
發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種硫化氫脫硫劑的再生方法。該方法利用溶劑對多孔脫硫劑內導致脫硫失活的部分(如硫單質、萘單質)的溶解能力，浸泡洗脫這些導致多孔脫硫劑失活的物質，使活性炭脫硫劑性能得到恢復。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的
本發明涉及一種硫化氫脫硫劑的再生方法，包括如下步驟a、配製洗脫液；洗脫液以二硫化碳為主要原料，以液態有機試劑為稀釋劑，混合、 攪拌，配製洗脫液；b、採用浸泡、淋洗或浸泡-淋洗聯合的操作方式，使用洗脫液對廢多孔脫硫劑進行洗滌；C、洗滌後的多孔脫硫劑真空抽濾或過濾、乾燥處理，得到再生多孔脫硫劑。優選的，步驟a中，所述液態有機試劑為酮類或烴類。優選的，步驟a中，所述二硫化碳和稀釋劑的體積比為1 0 1 20。優選的，步驟b中，所述浸泡具體為取使用後的廢多孔脫硫劑，使用洗脫液對其做浸沒處理，容器密閉，浸泡一定時間；所述淋洗具體為將使用後的廢多孔脫硫劑放入淋洗裝置，使用洗脫液對其進行淋洗；所述浸泡-淋洗聯合具體為將使用後的廢多孔脫硫劑放入淋洗裝置，底端封閉，加入洗脫液浸沒廢多孔脫硫劑，容器密閉，浸泡一定時間後，打開密封的淋洗裝置，對內部浸泡過的多孔脫硫劑進行淋洗操作。優選的，所述浸泡操作中的浸泡時間為IOmin以上；優選的，所述淋洗操作中的每克廢多孔脫硫劑的淋洗脫液的流速為10 500ml/
mirio優選的，所述淋洗操作中的淋洗時間為5min以上。優選的，所述淋洗操作中的淋洗廢多孔脫硫劑後的洗脫液可收集並循環使用至洗脫液中硫單質濃度穩定。優選的，所述浸泡-淋洗聯合操作中浸泡階段的浸泡時間為5min以上。優選的，所述浸泡-淋洗聯合操作中淋洗階段每克廢多孔脫硫劑的淋洗脫液的流速為 10 500ml/min。優選的，所述浸泡-淋洗聯合操作中淋洗廢多孔脫硫劑後的洗脫液可收集並循環使用至洗脫液中硫單質濃度穩定。優選的，所述浸泡-淋洗聯合操作中浸泡和淋洗可多次循環進行。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果1、本發明方法再生的多孔脫硫劑的脫硫性能均有恢復，脫硫精度可達到未使用的多孔脫硫劑水平，飽和硫容可達到未使用多孔脫硫劑的8 78%。2、本發明的再生方法適用於用於煤氣、合成氣、廢氣等含硫化氫成分脫除的活性炭、介孔材料(如MCM-41、SBA-15)等多孔脫硫劑的再生。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。現有的多孔脫硫劑多為活性炭脫硫劑，其本質為負載有催化活性基團的活性炭， 在工業中應用廣泛，飽和硫容可達200mg/g活性炭脫硫劑；除此之外還有其他負載有活化活性基團的多孔材料，以介孔材料為基底的多孔脫硫劑典型如納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，飽和硫容可達366mg/g介孔脫硫劑。本發明的實施例中採用寶鋼E塔取出的廢活性炭脫硫劑和納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑作為再生原料。再生後的多孔脫硫劑的脫硫活性通過使用如下所述的穿透能力和飽和硫容測定方法進行評估。取適量再生後多孔脫硫劑裝填於U型玻璃管柱中。脫硫反應前，將所再生後的多孔脫硫劑在120°C條件下烘乾至恆重，去除再生後保存期間材料表面吸附的多餘的潮氣等雜質，然後將硫化氫氣體在氣體混合瓶中與氮氣復配後通入玻璃管柱中多孔脫硫劑層，當出口硫化氫濃度達到IOppm時，試驗結束。實施例1取20g使用後的廢活性炭脫硫劑，裝入可封口的密閉容器，使用二硫化碳純試劑作為洗脫液(二硫化碳與稀釋劑的體積比為1 0)，對廢活性炭脫硫劑進行浸沒處理並靜置120min，將洗脫液和活性炭脫硫劑過濾分離，將分離出的活性炭脫硫劑在100°C條件下
乾燥至恆重。以上述方法再生的活性炭脫硫劑，飽和硫容可達19mg/g脫硫劑，再生後飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的8%。實施例2取20g使用後的廢活性炭脫硫劑，裝入淋洗裝置(可兩端密封的直型玻璃管，長 100mm,內徑20mm，單側金屬網封口)，使用二硫化碳和丙酮混合液作為洗脫液(二硫化碳與丙酮釋劑的體積比為1 5)，對廢脫硫劑進行淋洗，淋洗脫液單次使用，液體流速為500ml/ min，淋洗時間5min。將洗脫液和活性炭脫硫劑真空抽濾分離，將分離出的活性炭脫硫劑在 100°C條件下乾燥至恆重。以上述方法再生的活性炭脫硫劑，飽和硫容可達133mg/g脫硫劑，再生後飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的56%。實施例3取20g使用後的廢活性炭脫硫劑，裝入淋洗裝置(可兩端密封的直型玻璃管，長 100mm,內徑20mm，單側金屬網封口)，使用二硫化碳和環己烷混合液作為洗脫液(二硫化碳與環己烷的體積比為1 3)，對廢脫硫劑進行浸泡-淋洗，循環三次，單循環中浸泡時間 5min,淋洗速度500ml/min，淋洗時間5min，淋洗脫液循環使用。將洗脫液和活性炭脫硫劑真空過濾分離，將分離出的活性炭脫硫劑在100°C條件下乾燥至恆重。以上述方法再生的活性炭脫硫劑，飽和硫容可達151mg/g脫硫劑，再生後飽和硫容為新鮮脫硫劑飽和硫容的68%。實施例4取5g使用後的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，裝入可封口的密閉容器，使用二硫化碳純試劑作為洗脫液(二硫化碳與稀釋劑的體積比為1 0)，對納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑進行浸沒處理並靜置60min，將洗脫液和納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑過濾分離，將分離出的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑在100 V條件下乾燥至恆重。以上述方法再生的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，飽和硫容可達55mg/g脫硫劑， 再生後飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的15%。實施例5取5g使用後的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，裝入淋洗裝置(可兩端密封的直型玻璃管，長100mm，內徑8mm，單側金屬網封口)，使用二硫化碳和四氯甲烷混合液作為洗脫液(二硫化碳與四氯甲烷釋劑的體積比為1 5)，對廢脫硫劑進行淋洗，淋洗脫液單次使用，液體流速為lOOml/min，淋洗時間30min。將洗脫液和納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑真空抽濾分離，將分離出的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑在100°C條件下乾燥至恆重。以上述方法再生的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，飽和硫容可達27;3mg/g脫硫劑，再生後飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的75%。實施例6取5g使用後的廢納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，裝入淋洗裝置(可兩端密封的直型玻璃管，長100mm，內徑8mm，單側金屬網封口)，使用二硫化碳和環己烷混合液作為洗脫液(二硫化碳與環己烷的體積比為1 3)，對廢脫硫劑進行浸泡-淋洗，循環三次，單循環中浸泡時間lOmin，淋洗速度lOml/min，淋洗時間5min，淋洗脫液循環使用。將洗脫液和納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑真空過濾分離，將分離出的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑在 100°C條件下乾燥至恆重。以上述方法再生的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，飽和硫容可達觀6!^/^脫硫劑，再生後飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的78%。實施例7取20g使用後的廢活性炭脫硫劑，裝入淋洗裝置(可兩端密封的直型玻璃管，長 IOOmm,內徑20mm，單側金屬網封口)，使用二硫化碳、環己烷和丙酮混合液作為洗脫液(二硫化碳與環己烷、丙酮的體積比為1 2 2)，對廢脫硫劑進行浸泡-淋洗，循環三次，單循環中浸泡時間8min，淋洗速度200ml/min，淋洗時間20min，淋洗脫液循環使用。將洗脫液和活性炭脫硫劑真空過濾分離，將分離出的活性炭脫硫劑在100°C條件下乾燥至恆重。以上述方法再生的活性炭脫硫劑，飽和硫容可達115mg/g脫硫劑，再生後飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的52%。實施例8取5g使用後的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，裝入可封口的密閉容器，使用二硫化碳和苯的混合液為洗脫液(二硫化碳與苯的體積比為1 20)，對納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑進行浸沒處理並靜置lOmin，將洗脫液和納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑過濾分離，將分離出的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑在100 V條件下乾燥至恆重。以上述方法再生的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，飽和硫容可達Mmg/g脫硫劑， 再生後飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的15%。在上述實施例2、5中，淋洗操作中的淋洗廢多孔脫硫劑後的洗脫液可收集並循環使用至洗脫液中硫單質濃度穩定；在上述實施例3、6、7中，浸泡-淋洗聯合操作中淋洗廢多孔脫硫劑後的洗脫液可收集並循環使用至洗脫液中硫單質濃度穩定，且浸泡和淋洗可多次循環進行。由上述實施例可知，經本發明方法再生的多孔脫硫劑的脫硫性能均有恢復，脫硫精度可達到未使用的多孔脫硫劑水平。此外，由實施例1與實施例2、3，實施例4與實施例 5、6、7、8的結果對比，可知洗脫液中加入稀釋劑後洗滌再生得到的多孔脫硫劑飽和硫容多數可以得到更好的恢復。
權利要求
1.一種硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，包括如下步驟a、配製洗脫液；洗脫液以二硫化碳為主要原料，以液態有機試劑為稀釋劑，混合、攪拌， 配製洗脫液；b、採用浸泡、淋洗或浸泡-淋洗聯合的操作方式，使用洗脫液對廢多孔脫硫劑進行洗滌；C、洗滌後的多孔脫硫劑真空抽濾或過濾、乾燥處理，得到再生多孔脫硫劑。
2.根據權利要求1所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，步驟a中，所述液態有機試劑為酮類或烴類。
3.根據權利要求1所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，步驟a中，所述二硫化碳和稀釋劑的體積比為1 0 1 20。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，步驟 b中，所述浸泡具體為取使用後的廢多孔脫硫劑，使用洗脫液對其做浸沒處理，容器密閉， 浸泡一定時間；所述淋洗具體為將使用後的廢多孔脫硫劑放入淋洗裝置，使用洗脫液對其進行淋洗；所述浸泡-淋洗聯合具體為將使用後的廢多孔脫硫劑放入淋洗裝置，底端封閉，加入洗脫液浸沒廢多孔脫硫劑，容器密閉，浸泡一定時間後，打開密封的淋洗裝置，對內部浸泡過的多孔脫硫劑進行淋洗操作。
5.根據權利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，所述浸泡操作中的浸泡時間為IOmin以上；
6.根據權利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，所述淋洗操作中的每克廢多孔脫硫劑的淋洗脫液的流速為10 500ml/min。
7.根據權利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，所述淋洗操作中的淋洗時間為5min以上。
8.根據權利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，所述淋洗操作中的淋洗廢多孔脫硫劑後的洗脫液可收集並循環使用至洗脫液中硫單質濃度穩定。
9.根據權利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，所述浸泡-淋洗聯合操作中浸泡階段的浸泡時間為5min以上。
10.根據權利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，所述浸泡-淋洗聯合操作中淋洗階段每克廢多孔脫硫劑的淋洗脫液的流速為10 500ml/min。
11.根據權利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，所述浸泡-淋洗聯合操作中淋洗廢多孔脫硫劑後的洗脫液可收集並循環使用至洗脫液中硫單質濃度穩定。
12.根據權利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特徵在於，所述浸泡-淋洗聯合操作中浸泡和淋洗可多次循環進行。
全文摘要
本發明涉及一種硫化氫脫硫劑的再生方法，包括如下步驟a、配製洗脫液；洗脫液以二硫化碳為主要原料，以液態有機試劑為稀釋劑，混合、攪拌，配製洗脫液；b、採用浸泡、淋洗或浸泡-淋洗聯合的操作方式，使用洗脫液對廢多孔脫硫劑進行洗滌；c、洗滌後的多孔脫硫劑真空抽濾或過濾、乾燥處理，得到再生多孔脫硫劑。本發明方法利用溶劑對多孔脫硫劑內導致脫硫失活的部分的溶解能力，浸泡洗脫這些導致多孔脫硫劑失活的物質，使活性炭脫硫劑性能得到恢復。
文檔編號B01J20/20GK102489278SQ20111036096
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者孫同華, 張宏波, 楊學麗, 沈亞飛, 賈金平 申請人:上海交通大學