[发明专利]脱硫吸附剂及其制备方法

说明书

技术背景

技术领域 

本发明涉及能够从含硫气体中去除硫的脱硫吸附剂及其制备方法。本发明的脱硫吸附剂可有效地用于流化床工艺中的热气体的脱硫，该工艺在高温干燥状态下从含硫气体，例如燃料气体或者煤气化产生的合成气中的H₂S去除硫。 

背景技术

热气脱硫是一项用于在高温干燥状态下从含硫气体中去除硫的技术，所述含硫气体是例如燃料气体或者诸如煤或含碳燃料如工业废物（例如石油焦、废旧轮胎或者固体废物（RDF））之类的固态化石燃料气化产生的合成气中所含的H₂S。热气脱硫技术在环保方面具有优势，原因在于，相比于一般化工厂中广泛采用的使用液态吸收剂的湿法类型脱硫工艺，热气脱硫技术无需废水排放过程。当用于整体煤气化联合循环（IGCC）或者整体煤气化燃料电池（IGFC）等时，由于热气脱硫技术可以在高温下去除硫组分，所以可以提升系统的热效率并降低燃料气体中的硫浓度。 

热气脱硫工艺按照反应器类型可分为固定床工艺、移动床工艺和流化床工艺。具体来说，相比于固定床反应器和移动床反应器，流化床反应器的特征在于：气体和固体之间的高接触率，快速脱硫反应、固态状流体的移动以及放热反应中的简单温度控制。 

美国专利第5,439,867号提供了用于流化床工艺的一个脱硫吸附剂技术的例子，其中，使用制粒机形成脱硫吸附剂，从而在用于流化床的脱硫工艺中运用含有氧化锌、氧化硅和氧化铝溶胶以及氧化镍前体这些组成的脱硫吸附剂。美国专利第6,056,871号揭示了一种脱硫吸附剂的制备方法，在该方法中，干燥并混合用于脱硫吸附剂的原材料，用氧化镍前体浸渍所述原材料以形成脱硫吸附剂糊料，并使用制粒机从所述糊料生产脱硫吸附剂。但是，美国专利第5,439,867和6,056,871号具有以下限制：由于高磨耗损失方面中的非球面形状， 导致较差的流态和固态循环。 

如上所述，相关领域的脱硫吸附剂不能满足流化床工艺中进行吸附再生循环的吸附剂重复使用所必需的要求，即较高硫吸附能力、球面形状、快速反应速率、适当的平均粒度和粒度分布以及优异的耐磨性，并且不适合大规模生产。 

发明内容

本发明的一个方面提供一种脱硫吸附剂组合物，该脱硫吸附剂组合物通过活性成分的均匀分布来改善活性成分的利用率，提供反应所必须的宽比表面积、适用于热气脱硫工艺（特别是流化床工艺）的形状和平均粒度与粒度分布，提升了耐磨性（强度）、耐热性以及脱硫能力（硫吸附能力），本发明还提供了一种使用所述脱硫吸附剂组合物的脱硫吸附剂。 

本发明的另一个方面提供一种包含本发明的固体原材料和溶剂的浆料组合物。 

本发明的另一个方面提供一种脱硫吸附剂的高效制备方法。 

本发明的另一个方面提供一种采用本发明的脱硫吸附剂来去除硫组分的流化床脱硫方法。 

根据本发明的一个方面，提供了一种脱硫吸附剂组合物，其包含：活性脱硫成分；含氧化铝和硅酸钙的支承物质；以及无机粘结剂，其含有膨润土、勃姆石或者坡缕石中的至少一种。 

根据本发明的另一个方面，提供了一种浆料组合物，其包含：本发明的脱硫吸附剂的固体原材料组合物，以及溶剂。 

根据本发明的另一个方面，提供了脱硫吸附剂的制备方法，该方法包括：使包含本发明的脱硫吸附剂组合物的固体原材料与溶剂混合以形成均质化浆料；用所述浆料形成生坯体；并对生坯体进行干燥和煅烧。 

根据本发明的另一个方面，提供了一种根据本发明的脱硫吸附剂制备方法生产的脱硫吸附剂，所述脱硫吸附剂由ASTM D5757-95测定的磨损系数（AI）范围为0-40%（不包括0）。 

根据本发明的另一个方面是一种流化床脱硫方法，该方法采用使本发明的脱硫吸附剂在包含含硫气体的燃料气体中流化，以从燃料气体中去除硫组分。 

附图简要说明 

结合附图，通过以下详述能够更清楚地理解本发明的上述和其他方面、特性和其他优势，其中： 

图1-3是根据本发明一个实施例生产的高强度锌基脱硫吸附剂的工业视频显微镜图像。 

优选实施方式的详细描述 

下文将参考附图进一步详细说明本发明的示例性实施方式。 

下面将更详细地描述本发明的脱硫吸附剂组合物。 

本发明涉及一种脱硫吸附剂组合物，其包含：活性脱硫成分；含氧化铝和硅酸钙的支承物质；以及无机粘结剂，其含有膨润土、勃姆石或者坡缕石中的至少一种。 

下面将更详细描述本发明的脱硫吸附剂组合物的各组分。