[发明专利]一种中温脱硫剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明一种中温脱硫剂的制备方法，属于煤化工技术应用中脱硫剂的制备和气体净化领域。具体涉及一种利用亚临界和超临界水制备中温脱硫剂的方法。

背景技术

中国的能源资源状况决定了中国是以煤为主要能源来源的国家。煤炭资源一方面是能源的主要提供者，另一方面也是主要的环境污染源。以煤为主的能源消费结构已经造成了严重的大气污染，85％的二氧化硫和二氧化碳、70％的烟尘、60％的氮氧化物来自于燃煤，从环境容量看已经“超排”。采取有效措施，减少污染物排放已刻不容缓。

随着我国经济持续快速增长，能源需求量日益加大，未来20年我国不仅将遭遇十分严重的能源“瓶颈”，而且将继续面临煤炭既是主要能源，经济社会发展离不开，又可能因非洁净利用而成为主要污染源影响可持续发展的尖锐矛盾。突破“瓶颈”，解决矛盾的出路之一是实施洁净煤战略。煤基多联产被认为是最有前景的洁净煤利用技术之一。但仍有H₂S、COS、CS₂等有害气体(其中90％为H₂S)的生成，这不仅引起设备的腐蚀，而且使催化剂中毒，还严重危害环境和人体健康。用于燃气轮机的煤气中，H₂S的含量需达到20～100ppm；使用耐硫催化剂的合成气中，H₂S含量则需低于10ppm，而一般的合成气中H₂S的含量必须低于0.05ppm。要达到这些低排放、低污染的生产要求，煤气脱硫净化技术是其中的关键组成部分。从热力学角度考虑，脱硫过程操作温度越高，系统总体效率越高，致使过去人们一直致力于高温(550℃以上)脱硫剂的开发。但是高温脱硫净化过程也存在一些难于克服的问题，如对设备材质的要求提高，操作过程复杂以及投资费用较高等。因此，开发中温(250-450℃)高效脱硫剂对于推动洁净煤技术的发展，促进煤炭高效利用具有重要意义。

中高温煤气脱硫主要是借助于可再生的单一或复合金属氧化物与硫化氢或其它硫化物的反应完成。过去的二十多年中，已经从单一的金属氧化物氧化铁、氧化锌、氧化铜、氧化钙发展到兼顾各自优势的铁酸锌、钛酸锌复合氧化物，近年来也出现对具有再生硫回收特性的氧化铈脱硫剂的研究，但普遍存在脱硫剂循环稳定性差、易粉化、气氛效应明显等问题。

由于脱硫剂的制备方法对脱硫剂的物化性能参数影响较大，因此，探索新型制备方法，提高中温脱硫剂性能，使其适应越来越严格的工艺要求是今后研究的重点。

超临界水热合成法是制备金属氧化物超细微粒的一种有效方法。在超临界水中，化学反应速率很高，而金属氧化物的溶解度很低，可获得较高的成核率，有利于超细微粒的形成。与其它微粒制备方法相比，超临界水热合成法具有很多特殊的优点：(1)反应条件易实现，过程能量消耗低；(2)装置简单，反应时间短，可以实现连续操作；(3)可以通过控制过程的参数(例如，反应的压力、温度、原料的浓度等)调控微粒的尺寸和粒径分布范围；(4)整个过程没有有机溶剂的参与，产品无污染。

2005年Junichi Otsu和Yoshito Oshima首次提出超临界水浸渍(Supercritical WaterImpregnation，SCWI)的概念。其基本机理是金属前驱体在超临界水中分解为金属或金属氧化物，由于超临界水的表面张力为零有利于金属或金属氧化物微粒进入到多孔材料支撑物(如氧化铝)的内部形成复合结构材料。在超临界水浸渍的操作过程中，通过调节压力、温度和停留时间等可以控制微粒的成核、生长和在载体上的分布。超临界水浸渍法制备技术尚处于初始阶段，仅日本和美国有少量文献报道，国内还未见专利和文献报道。利用亚临界和超临界水制备中温脱硫剂的方法国内外未见专利和任何文献报道

发明内容

本发明一种中温脱硫剂的制备方法，目的在于公开一种将亚临界水和超临界水反应与负载型脱硫剂制备相结合，来制备中温脱硫剂的方法的技术方案。

本发明一种中温脱硫剂的制备方法，其特征在于是一种利用亚临界和超临界水热合成反应与亚临界和超临界水的强渗透作用在载体材料上负载具有脱硫活性的金属氧化物的方法，该方法的具体步骤为：

I、将金属无机盐溶于去离子水中，溶液浓度为0.1×10^-4～3.0×10^-4mol/ml；

II、将I所制备的盐溶液和载体置入反应釜中，进行密封；