[发明专利]高温脱除硫化氢复合吸附剂的制备方法

说明书

本发明属于脱硫吸附剂技术领域，具体涉及一种高温脱除硫化氢复合吸附剂及其制备方法和应用。本发明所提供的脱除硫化氢复合吸附剂包括以下重量百分含量的各组分：10％‑50％的氧化锰，30％‑40％的氧化铝，2％‑15％的助剂，助剂选自氧化镧、氧化铈、氧化钡或氧化镍中至少任意两种的混合脱除硫化氢复合吸附剂，其可在800℃以上正常工作，并具有如下优点：1)新鲜吸附剂脱硫效果良好，在模拟还原气氛脱硫实验中，硫化氢的脱除率接近100％，尾气中硫化氢含量低于1mg/m³；2)在脱硫‑再生循环过程中吸附剂脱硫性能稳定，其突破硫容及脱硫效率均保持稳定，脱硫过程中尾气中硫化氢含量均低于3mg/m³；3)吸附剂为干态，使用时不需要水溶液，减少了水耗。

技术领域

本发明属于脱硫吸附剂技术领域，具体涉及一种高温脱除硫化氢复合吸附剂及其制备方法和应用，适用于整体煤气化联合循环发电(IGCC)、燃料电池及生物质气化发电(BGPG)。

背景技术

整体煤气化联合循环发电技术是是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统，既可以提高传统发电技术的能量转换效率，又可以减少气体污染物对环境的污染；固体燃料电池技术；生物质气化发电技术既可以解决可再生能源的有效利用，又可以解决各种有机废弃物的环境污染。然而三种技术工艺中产生的气体中含有一定质量的硫化氢，会对下游设备产生腐蚀，对环境造成污染，所以在工艺过程中硫化氢的脱除尤为重要。现阶段，使用较多的脱硫方式是湿法脱硫，例如低温甲醇洗等手段。但湿法脱硫一般在低温环境中进行。由于气化煤气温度一般在800度以上，湿法脱硫需要在脱硫前经过换热器将温度降至低温进行脱硫，然后再经过换热器升温至后续工序所需的气体温度，温度的升降会降低工艺的能耗，造成能量的浪费，而且湿法脱硫还会浪费水资源。而高温脱硫一般在中高温的环境进行，不但可以节省换热设备，而且高温脱硫由于省去了升降温的环节，可以提高工艺的能量利用率。

高温脱硫一般使用金属氧化物作为脱硫剂，金属氧化物脱硫剂的要求归纳如下：1)硫化反应平衡常数高且脱硫速率较快；2)对硫化氢的选择性高，副反应较弱；3)抗还原性能较好；4)机械强度高；5)再生性能好。而单一金属氧化物脱硫剂各有优缺点，无法满足脱硫剂的上述要求，所以越来越多的研究者致力于复合金属氧化物脱硫吸附剂的研究。

发明内容

本发明旨在针对脱硫剂在高温气化气中脱硫效率低、脱硫循环稳定性差、再生困难等问题，提供一种脱硫-再生循环过程中脱硫效率高，循环稳定性好的高温脱硫剂及其制备方法和应用。

本发明所提供的技术方案如下：

一种高温脱除硫化氢复合吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将质量份60-70份的硝酸铝溶解于100份的水中，然后加入质量份10-50的聚乙烯醇，再加入质量份1-5份的助剂硝酸盐，溶解均匀后将混合溶液调整至pH值为8-12，制得凝胶，将所述凝胶用水洗涤后在100-120℃的温℃下进行干燥，再在500-900℃下煅烧4-8小时，得到第一煅烧后的样品；

2)以质量分数为5％-20wt％的助剂硝酸盐溶液作为第一浸渍液，等体积浸渍步骤1)得到的所述第一煅烧后的样品，混合均匀后，先在40-60℃的旋转混合器中浸渍5-24小时，再在700-900℃煅烧4-8小时，得到第二煅烧后的样品；

3)向1-2mol/L的硝酸锰溶液中加入质量份2-10的助剂硝酸盐，得到第二浸渍液；

4)采用步骤3)得到的所述第二浸渍液等体积浸渍步骤2)得到的所述第二煅烧后的样品，混合均匀后，先在旋转混合器中浸渍5-24小时，然后在80-120℃干燥12小时；

5)重复步骤4)至少4次后，将干燥好的样品在600-900℃煅烧4-8小时，得到高温脱除硫化氢复合吸附剂；

其中，所述助剂硝酸盐选自硝酸镧、硝酸铈、硝酸钡或硝酸镍中至少任意两种的混合。