一種高硫容鐵系脫硫劑的生產製造方法
2024-03-25 23:23:05
專利名稱：一種高硫容鐵系脫硫劑的生產製造方法
技術領域：
本發明涉及一種高硫容鐵系脫硫劑的製造方法，特別適用於大規模工業 生產，屬於脫硫劑技術領域。
背景技術：
中國專利CN101134918A公開了一種具有高硫容的可用於從氣態或者 液態物料中脫除硫化氫的脫硫劑活性組分，該脫硫劑活性組分包括立方晶 系晶相Fes04、無定形Fe203、無定形Fe203'H20。該脫石克劑創造性地選擇 了常用的鐵氧化物脫硫劑的晶相，巧妙地利用了上述各種不同晶相的氧化 鐵之間的協同作用，實現了該脫硫劑的高硫容。有關該脫硫劑的製備方法， 其包括如下步驟(1 )將固體可溶性亞鐵鹽與固體氫氧化物，按鐵與氫氧 根的摩爾比為1:2 ~ 1:3進行混合；(2 )將步驟(1 )所得混合物料通過混捏 完成反應；(3)將步驟(2)所得反應產物在空氣中晾千；(4)對步驟(3) 所得物料水洗並過濾；(5)將步驟(4)所得固體自然乾燥或烘乾。在上述製備方法中，需要對混合後的反應物料進行混捏，雖然該混捏 過程可以通過混捏機進行，但是受到現有技術的限制，要在混捏機內完成 大批量的反應物料之間的充分混捏反應是需要很長時間的；此外，對於經 混捏後的物料還需要將其置於空氣中晾乾，這個製備工序對於大規模製備 上述高硫容脫硫劑而言，對大量的混捏後的物料進行自然晾乾，其需要耗 費很多的人力或機械力，特別是時間，從整體上導致製備成本增加但是效 率卻極低。由於上述高硫容鐵系脫硫劑的脫硫效率很高，其具有極大的潛 在市場空間。所以市場對於實現其工業化大規模生產的需求是緊迫的。但 是上述製備方法由於大批量反應物混捏完成反應需要大量時間，以及混捏後需要對大量的混捏後物料進行自然乾燥也需要耗費很多的時間去完成， 生產效率很低，這點對於實現該高硫容鐵系脫硫劑的工業化大規模生產有 著很大的局限性，所以急需對其製備方法進行改進，以實現上述高硫容鐵 系脫^L劑的工業化大批量生產。發明內容本發明所要解決的是現有技術中高硫容鐵系脫硫劑由於大批量反應物 混捏完成反應需要大量時間，以及混捏後需要對大量的混捏後物料進行自 然乾燥也需要耗費很多的時間才能完成，生產效率很低，導致無法實現工業化大規模生產的問題；進而提供一種可以實現上述高疏容鐵系脫硫劑大 規模高效工業化生產的製造方法。為解決上述技術問題，本發明所述的高硫容鐵系脫硫劑的生產製造方 法包括如下步驟(a)將固體可溶性亞鐵鹽與可溶性碳酸鹽置於混料反應 器中，並加入適量水，之後開啟攪拌，在攪拌過程中使上述反應物料進一 步混合反應；(b)將步驟(a)得到的產物送入水洗罐中，利用溶解有氧氣 的水對上述產物進行洗滌；(c)將洗滌後得到的漿料送入緩沖槽中，之後 對其進行離心分離；(d)將分離得到的固體置於空氣中晾乾或烘乾。其中，所述固體可溶性亞鐵鹽為硫酸亞鐵鹽，可溶性碳酸鹽為碳酸鈉 鹽。所述步驟(a)中的混料反應器為雙螺杆混料反應器。所述步驟(a) 中加入水的量與固體可溶性亞鐵鹽以及可溶性碳酸鹽的質量比為1 1.5: 5: 2 2.2;步驟(a)中混合反應的溫度為35~80°C;步驟U)中混合反 應的時間為30~100min。所述步驟(b)中的水溫為30~50°C,該水溫優 選為30~40°C;步驟(b)中水洗罐中的水量與添加待水洗物量的質量比值 為3~5;步驟(b)中的洗滌時間為2~4h。所述步驟(c)後將離心分離 得到的固體再次經多次(b) (c)步驟後分離得到。所述步驟(d)中的烘 幹溫度為70~90°C。該製備工藝中，首先需要在混料反應器中對固體可溶性亞鐵鹽與可溶 性碳酸鹽進行混合，為了提高混合的充分度，所述混料反應器優選雙螺杆混料反應器；在該過程中還需要加入適量水，以共同完成反應物料的混合 反應；只所以要對加入的水量進行控制，原因有兩點①加入的水量不能 夠太少，水量太少的話，副產物(尤其是硫酸鈉)會和反應物料反應生成 的水合氧化鐵爭奪其內部的水分子，從而會對生成的由立方晶系晶相 Fe304、無定形Fe2Cb和無定形Fe203'H20組成的脫碌u劑的成分產生一定程 度的影響；同時②水量也不能太大，過量的水容易使得反應物在反應過程 中生成Fe(OH)2膠體，給後續的洗滌程序帶來洗滌困難；在該過程中為了 提高上述反應物料之間的反應充分度，可以選擇對上述反應過程進行加溫 至35 ~ 80°C。然後，要將上述混合反應製備得到的產物送入水洗罐中，利用溶解有 氧氣的水對上述產物進行洗滌，優選所述水量為產物總量的3~5倍；之所 以要使用溶解有氧氣的水對產物進行洗滌，其作用包括以下幾點①固體 可溶性亞鐵鹽與可溶性碳酸鹽經混合反應後得到的產物為碳酸鐵和可溶性 副產物，用水進行洗滌可以將可溶性副產物溶解並通過後續步驟將其除去， 另 一方面用水進行洗滌也可以將反應物混合反應過程中摻入的機械雜質去 除；②使用溶解有氧氣的水對產物進行洗滌，可以在水洗過程中實現對產 物碳酸亞鐵的氧化，使其生成氫氧化鐵，並進一步被氧化成具有立方晶系 晶相Fe304、無定形Fe203、無定形Fe203.H20的脫硫劑活性組分；在該步 驟中優選對洗滌水進行適度加溫至30 ~ 50°C ，是為了進一步提高上述氧化 速度和氧化效率。最後，要將上述經洗滌後的漿料進行離心分離，在離心分離之前需要 對上述漿料進行靜置處理，從而將漿料中的固體物質和水分層，故需要將 其送入緩衝槽中進行靜置分層。將分離得到的固體置於空氣中晾乾或烘乾， 也是為了進一步對未經氧化的亞鐵產物進行氧化，從而得到穩定的本發明 所述的由包括立方晶系晶相Fe304、無定形Fe203、無定形Fe203'H20組成 的鐵系脫石克劑。在上述製備工藝中，為了提高脫硫劑產物的純度，可以對反應後的產物進行多次水洗和過濾。即在將產物經一次水洗後進行一次離心分離，之 後將經一次離心分離後的物料送入二次水洗罐中進行二次水洗並進行二次 離心分離，上述循環可以多次進行。為了有效地利用水資源，可以將N+l次收集到的洗滌水循環至下一周期生產工藝的N次洗滌中再次使用。 本發明具有如下所述的優點(1 )本發明所述的生產工藝，使用機械混合代替原鐵系脫硫劑製備方 法中的混捏程序，該方法在同樣能夠實現反應物充分混合反應的基礎上， 還大大節約了混捏所需的時間；並且其省去了對經混捏後的物料置於空氣 中晾乾的程序，也大大節約了勞力和時間，從整體上縮短了由立方晶系晶 相Fe304、無定形Fe203和無定形Fe203'H20組成的鐵系脫硫劑的製備周期， 節約了成本，且生產效率高，能夠實現大規模工業化生產；(2) 本發明所述的生產工藝，在通過充分混合完成大批量反應物之間 的充分反應後，通過利用溶解氧的水對反應產物進行洗滌，可以在洗滌脫 除反應副產物和機械雜質的同時對反應產物進行氧化，從而得到穩定晶相 的鐵系脫闢^劑。(3) 本發明所述的生產工藝，可以有效地實現對洗滌水進行充分循環 利用，節約了水資源。
具體實施方式
實施例1稱取35kg七水石危酸亞鐵和14kg碳酸鈉置於混料反應器中，並加入7L 水，開啟攪拌將上述物料充分混合反應，混合反應的時間為30min,在混 合反應過程中保持其溫度為35。C ,從而得到碳酸亞鐵和含結晶水的硫酸鈉 56kg;將上述混合反應後的產物送入添加有168kg溶解有氧的洗滌水的水 洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌時間為2h;將上述經洗滌後得到的漿 料送入緩沖槽中，進行靜置分離，使固體沉降，再對上述經精製後的漿料 進行離心分離，最後將分離得到的固體置於空氣中晾乾即可得到高硫容鐵系脫碌^齊寸20kg。 實施例2稱取35kg七水硫酸亞鐵和14kg碳酸鈉置於混料反應器中，並加入10.5L 水，開啟攪拌將上述物料充分混合反應，混合反應的時間為50min,在混 合反應過程中保持其溫度為50°C,從而得到碳酸亞鐵和含結晶水的硫酸鈉 59.5kg;將上述混合反應後的產物送入添加有238kg溶解有氧的溫度為30°C 的洗滌水的水洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌時間為3h;將上述經洗 滌後得到的漿料送入緩衝槽中，進行靜置分離，使固體沉降，再對上述經 精製後的漿料進行離心分離，最後將分離得到的固體於70。C進行烘乾5h 即可得到高碌u容寺失系脫闢。劑25kg。實施例3稱取25kg七水硫酸亞鐵和10.5kg碳酸鈉置於雙螺杆混料反應器中，並 加入6L水，開啟攪拌將上述物料充分混合反應，混合反應的時間為100min, 在混合反應過程中保持其溫度為35°C,從而得到碳酸亞鐵和含結晶水的硫 酸鈉41.5kg;將上述混合反應後的產物送入添加有166kg溶解有氧的溫度 為35。C的洗滌水的水洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌時間為4h;將上 述經洗滌後得到的漿料送入緩衝槽中，進行靜置分離，使固體沉降，再對 上述經靜置後的漿料進行離心分離。將經過上述第一次離心分離後得到的物質24.9kg加入到添加有99.6kg 溶解有氧的溫度為35。C的洗滌水的水洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌 時間為4h;將上述經洗滌後得到的二次漿料送入緩衝槽中，進行靜置分離， 使固體沉降，再對上述經靜置後的漿料進行離心分離。將經過上述第二次離心分離後得到的物質16.6kg加入到添加有66.4kg 溶解有氧的溫度為35。C的洗滌水的水洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌 時間為4h;將上述經洗滌後得到的三次漿料送入緩衝槽中，進行靜置分離， 使固體沉降，再對上述經靜置後的漿料進行離心分離。8最後將分離得到的固體於8(TC進行烘乾3h即可得到高硫容鐵系脫硫 劑14.5kg。實施例4稱取25kg七水硫酸亞鐵和10.5kg碳酸鉀置於混料反應器中，並加入 5L水，開啟攪拌將上述物料充分混合反應，混合反應的時間為100min,在 混合反應過程中保持其溫度為80°C，從而得到碳酸亞鐵和硫酸鉀40.5kg; 將上述混合反應後的產物送入添加有202.5kg溶解有氧的溫度為40。C的洗 滌水的水洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌時間為4h;將上述經洗滌後 得到的漿料送入緩沖槽中，進行靜置分離，使固體沉降，再對上述經靜置 後的漿料進行離心分離。將經過上述第一次離心分離後得到的物質24.3kg加入到添加有97.2kg 溶解有氧的溫度為40。C的洗滌水的水洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌 時間為3h;將上述經洗滌後得到的二次漿料送入緩沖槽中，進行靜置分離， 使固體沉降，再對上述經靜置後的漿料進行離心分離。最後將分離得到的固體於90。C進行洪幹3h即可得到高硫容鐵系脫硫 劑16.2kg。實施例5稱取25kg七水硫酸亞鐵和llkg碳酸鈉置於雙螺杆混料反應器中，並加 入6L水，開啟攪拌將上述物料充分混合反應，混合反應的時間為50min， 在混合反應過程中保持其溫度為33°C,從而得到碳酸亞鐵和含結晶水的硫 酸鈉42kg;將上述混合反應後的產物送入添加有168kg溶解有氧的溫度為 33。C的洗滌水的水洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌時間為3h;將上述 經洗滌後得到的漿料送入緩衝槽中，進行靜置分離，使固體沉降，再對上 述經靜置後的漿料進行離心分離。將經過上述第一次離心分離後得到的物質25.2kg加入到添加有 100.8kg溶解有氧的溫度為35。C的洗滌水的水洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌時間為3h;將上述經洗滌後得到的二次漿料送入緩衝槽中，進行 靜置分離，使固體沉降，再對上述經靜置後的漿料進行離心分離。
將經過上述第二次離心分離後得到的物質16.8kg加入到添加有67.2kg 溶解有氧的溫度為35。C的洗滌水的水洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌 時間為3h;將上述經洗滌後得到的三次漿料送入緩衝槽中，進行靜置分離， 使固體沉降，再對上述經靜置後的漿料進行離心分離。
最後將分離得到的固體於80。C進行烘千3h即可得到高硫容鐵系脫硫 劑14.7kg。
實施例6
稱取35kg七水硫酸亞鐵和15kg碳酸鈉置於混料反應器中，並加入7L 水，開啟攪拌將上述物料充分混合反應，混合反應的時間為30min，在混 合反應過程中保持其溫度為35°C,從而得到碳酸亞鐵和含結晶水的硫酸鈉 57kg;將上述混合反應後的產物送入添加有171kg溶解有氧的洗滌水的水 洗罐中，對上述產物進行洗滌，洗滌時間為2h;將上述經洗滌後得到的漿 料送入緩沖槽中，進行靜置分離，使固體沉降，再對上述經精製後的漿料 進行離心分離，最後將分離得到的固體置於空氣中晾乾即可得到高硫容鐵 系脫碌b劑20kg。
在上述實施例中，所使用的七水硫酸亞鐵粉末為FeS04.7H20為工業原 料；其餘反應物均選用高純原料；上述實施例中所公開的混料反應器、水 洗罐、緩衝槽為市售的任何型號可以實現本發明目的的器械。
雖然本發明已經通過具體實施方式
對其進行了詳細闡述，但是，本專 業普通技術人員應該明白，在此基礎上所做出的未超出權利要求保護範圍 的任何形式和細節的變化，均屬於本發明所要保護的範圍。
權利要求
1.一種高硫容鐵系脫硫劑的生產製造方法，所述鐵系脫硫劑由立方晶系晶相Fe3O4、無定形Fe2O3和無定形Fe2O3·H2O組成，其包括如下步驟(a)將固體可溶性亞鐵鹽與可溶性碳酸鹽置於混料反應器中，並加入適量水，之後開啟攪拌，在攪拌過程中使上述反應物料進一步混合反應；(b)將步驟(a)得到的產物送入水洗罐中，利用溶解有氧氣的水對上述產物進行洗滌；(c)將洗滌後得到的漿料送入緩衝槽中，之後對其進行離心分離；(d)將分離得到的固體置於空氣中晾乾或烘乾。
2. 根據權利要求1所述的生產工藝，其特徵在於，所述固體可溶性亞鐵鹽為硫酸亞鐵鹽，可溶性碳酸鹽為碳酸鈉鹽。
3. 根據權利要求1所述的生產工藝，其特徵在於，所述步驟(a)中的混料反應器為雙螺杆混料反應器。
4. 根據權利要求1所述的生產工藝，其特徵在於，所述步驟(a)中加入水的量與固體可溶性亞鐵鹽以及可溶性碳酸鹽的質量比為1 1.5: 5:2 2.2。
5. 根據權利要求1所述的生產工藝，其特徵在於，所述步驟(a)中混合反應的溫度為35~80°C。
6. 根據權利要求1所述的生產工藝，其特徵在於，所述步驟(a)中混合反應30~ 100min。
7. 根據權利要求1所述的生產工藝，其特徵在於，所述步驟(b)中的水溫為30~ 50。C。
8. 根據權利要求7所述的生產工藝，其特徵在於，所述步驟(b)中的水溫為30~40。C。
9. 根據權利要求1所述的生產工藝，其特徵在於，所述步驟(b)中水洗罐中的水量與添加待水洗物量的比值為3 ~ 5。
10. 根據權利要求1所述的生產工藝，其特徵在於，所述步驟(b)中的洗 滌時間為2~4h。
11. 根據權利要求1所述的生產工藝，其特徵在於，在所述步驟(C)後將 離心分離得到的固體再次經多次(b) (C)步驟後分離得到。
12. 根據權利要求1所述的生產工藝，其特徵在於，所述步驟(d)中的烘乾溫度為70~90°C。
全文摘要
本發明涉及一種高硫容鐵系脫硫劑的生產製造方法，所述鐵系脫硫劑由立方晶系晶相Fe3O4、無定形Fe2O3和無定形Fe2O3·H2O組成，其包括如下步驟(a)將固體可溶性亞鐵鹽與可溶性碳酸鹽置於混料反應器中，並加入適量水，之後開啟攪拌，在攪拌過程中使上述反應物料進一步混合反應；(b)將步驟(a)得到的產物送入水洗罐中，利用溶解有氧氣的水對上述產物進行洗滌；(c)將洗滌後得到的漿料送入緩衝槽中，之後對其進行離心分離；(d)將分離得到的固體置於空氣中晾乾或烘乾。使用該工藝可以實現上述高硫容鐵系脫硫劑的大批量工業化生產，效率高。
文檔編號B01J20/30GK101590396SQ20081011409
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月30日 優先權日2008年5月30日
發明者劉存芳, 剛 趙 申請人:北京三聚環保新材料股份有限公司