[发明专利]一种净化工业尾气中噻吩的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种工业尾气中噻吩的净化处理方法。

背景技术

噻吩(C₄H₄S)一种杂环化合物，也是一种硫醚，通常情况下是一种无色、有臭味、能催泪的液体。噻吩蒸气与空气混合达到一定浓度，遇明火、高热能会引起爆炸反应，其蒸气会刺激呼吸道粘膜，引起人体兴奋痉挛，对造血系统亦有毒性作用。噻吩天然存在于石油页岩油中，含量高达数个百分点并且噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩都是稳定存在的，并且都具有芳香性，因此难以脱出。噻吩不仅能腐蚀设备而且燃烧产物会对环境造成严重的污染，目前针对它的主要脱除方法是加氢精制法脱硫与吸附脱硫，然而噻吩的干法脱硫还没有被研究。       

     中国申请CN101890329A公开了一种污水中噻吩吸附剂，其吸附剂为一种层状双羟基符合金属氧化物（ZnAl-CO₃-LDH)及其改性的产物（SDS-ZnAl-LDH)，该方法对于污水中的噻吩去除率可达到74%。公开号为CN101717323A公开焦化苯脱除页岩油中噻吩的技术，用卤族元素氯和溴与噻吩反应生成高沸点的化合物，经过中和、蒸馏可以获得符合国家标准的纯苯，具体脱除步骤为将粗馏后的粗苯中加入氯或者溴使之反应，将反应器温度控制在35℃，反应1.5小时，用稀碱中和，精馏收集苯馏份，噻吩含量小于100ppm。石油学报第27卷第四期刊出的文章10018719（2011）04060105中唐晓东，郭晓霞等利用HCHO-H₂SO₄缩合-萃取脱除汽油中得噻吩硫化物，其利用噻吩在酸性条件下与HCHO反应生成缩合物，在H₂SO₄存在的条件下，与噻吩类化合物发生反应，然后H₂SO₄将噻吩缩合物抽提至水相，从而达到脱硫目的。当用HCHO-H₂SO₄占汽油体积分数的百分之四十时，脱硫率达到了60.37%。

目前的方法中主要存在以下问题和技术难点：（1）以上方法都只涉及与液态噻吩的去除，并没有涉及到工业尾气中噻吩的脱除；（2）以上方法催化剂的再生情况并未说明，若催化剂无法再生或再生性能较低，则容易造成二次污染和增加成本；（3）湿法脱除噻吩对装置要求高，操作费用昂贵，一般都要求在高温高压，有的需要氢源，成本非常大；（4）工业气体当中通常含有复杂的有毒有害气体杂质，对噻吩的深度净化产生干扰和影响；（5）在净化系统中，氧含量过高会导致系统不安全。

针对上述问题，本发明提出改性活性炭在特殊氧含量中吸附工业废气中噻吩的方法，为我国尾气净化提出一条可行性途径。

发明内容

本发明目的在于提供一种净化工业尾气中噻吩的方法，这是一种改性活性炭在特殊氧含量中吸附工业废气中噻吩的方法。

   本发明所采取的技术方案具体工艺流程如下：

1、催化剂制备：用70℃去离子水洗涤活性炭灰尘后，将活性炭按固液比1：5-10放入0.05-0.2mol/L的过渡金属醋酸盐改性液中浸渍老化24-36h，过滤后用蒸馏水洗涤3-5次，在90-120℃下干燥12-24h，然后通入氮气，在绝氧条件、200-500℃下焙烧6-10h，得到预制活性炭；待预制活性炭冷却至室温后按照固液比为1：3-5放入可溶性镧盐或/和可溶性锆盐溶液中浸渍老化12-16h，过滤后用蒸馏水洗涤3-5次，得到的活性炭再在绝氧条件下、300-500℃下焙烧6-10h，即得到净化所用的催化剂，其中镧盐和锆盐与过渡金属醋酸盐摩尔比为0.2-0.5：10，可溶性镧盐和可溶性锆盐混合使用时按任意摩尔比混合。

2、净化工艺流程

（1）在固定床加入制备好的催化剂；

（2）检查气路的连通性，用高纯氮气检查装置的气密性；

（3）加热固定反应床反应器，在20-100℃下将含有噻吩的混合气体通入固定反应器中，空速为1600-1800h^-1，并补充氧气进行吸附净化，待净化工业尾气中氧气体积百分比浓度为0.2-2%，处理后尾气即为净化后尾气；

（4）气体净化后用微量磷硫分析仪检测噻吩气体浓度。

3、催化剂再生工艺流程

将失去活性的催化剂用水蒸气洗涤2-6小时，然后在100-150℃的温度下干燥12小时，即得再生后的催化剂，循环用于净化工业尾气。