[发明专利]一种常温氧化锌精脱硫剂及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种常温氧化锌精脱硫剂及制备方法和应用，脱硫剂以正硅酸甲酯或正硅酸乙酯为硅源前驱体，硝酸锌为锌源前驱体，乙二醇，丙二醇，丙三醇等多醇中的一种为有机燃料，通过溶胶凝胶过程，及简单的老化、干燥、焙烧工艺得到。本发明的关键在于控制锌源前驱体与多元醇的比例以及老化、干燥的方式。二氧化硅网络在合成过程中起到了分散和限域氧化锌生长的作用。本发明优点在于制备的复合体纳米材料以介孔为主，氧化锌的负载量提高至58‑80wt%，氧化锌分散均匀，颗粒粒径小，制备策略简单易行，低成本。

技术领域

本发明涉及一种常温氧化锌精脱硫剂及制备方法和应用。

背景技术

H₂S是一种常见的有害酸性气体，具有恶臭气味。它普遍存在于城市排污处理系统，也广泛存在于煤气等生活与工业气体中。当H₂S浓度超过50ppm时就会对人体造成较大的危害。工业气体中的硫化氢还会使管道腐蚀，使催化剂中毒失活，从而造成极大的经济损失。燃烧后产生的SO_X也会对大气造成严重污染，导致酸雨形成，对环境和人类的健康造成进一步威胁。近年，国家的环保力度越来越大，环保部门对含硫气体的排放标准也因此越来越严苛。因而，探寻硫化氢的高效脱除技术显得越来越迫切。

氧化锌对硫化氢具有很好的反应活性，是一种广泛使用的中温脱硫剂，并经常作为工业气体脱硫净化的最后把关，是工业气体使用之前的最后一道脱硫保障。相比中高温脱硫，常温脱硫具有能耗低，操作简单，操作成本低等优点。然而，虽然常温条件下ZnO与H₂S的反应热力学更具优势，脱硫精度更高，但是，受动力学的影响，ZnO在常温条件下与H₂S之间的反应活性非常低。这使得脱硫剂活性组分利用率与硫容都很低，导致在实际使用中装塔体积增大，脱硫剂更换频繁，大大增加了脱硫成本。

通常，通过提高ZnO比表面积和孔隙的办法可提高其在常温条件下的反应活性。因此，文献中很多选择将ZnO负载于具有大比表面积的惰性载体上。负载后的ZnO在常温条件下表现出了较高反应活性，特别是ZnO的利用率得到了较大的提高。然而，由于大量负载的氧化锌容易产生团聚，不仅失去比表面积，还会堵塞载体孔道，使孔道中的氧化锌失去作用，所以氧化锌负载量不可过大。因此，不管是活性炭还是分子筛，受限于ZnO低负载量，硫容仍然偏低。将氧化锌做成三维有序大孔材料可以很有效地提高其利用率和硫容，然而需经过：模板剂制备、填充、固化、去除等工序，过程较复杂耗时，且产量较低，因而整个生产成本较高。