專利名稱:高效干法脫硫劑的制作方法
本發(fā)明涉及從發(fā)生爐煤氣或焦爐煤氣或其他氣體中除去硫化氫的脫硫劑，更確切地說是關(guān)系到脫硫劑的組成，應(yīng)用本發(fā)明的組成配方能有效地提高凈化能力和效率。
煤氣是日常生活和生產(chǎn)中經(jīng)常使用的燃料。通常由發(fā)生爐或焦爐生產(chǎn)的煤氣都含有硫，其中90%左右以硫化氫的形式存在，它是一種有害成份，所以在使用時必須加以凈化，特別在現(xiàn)代電子、儀表、化工和輕工等工業(yè)中對燃用的煤氣提出了高度凈化的要求，以適應(yīng)象計算機，高精度測量儀表催化劑壽命，產(chǎn)品質(zhì)量等需要。
眾所周知，煤氣脫硫方法有干法和濕法二種。干法脫硫劑效率比濕法高，但占地廣，勞動強度大，并且由于傳統(tǒng)的脫硫劑性能較差，不能滿足處理效率日益提高的要求，促使各國科技人員進行新的脫硫劑研究。
美國專利3199946號發(fā)表了美國檀香山煤氣公司富吉塔等的題“碳氫化合物可燃氣體中清除硫化氫的方法”揭示了使用20～60目的細鐵粉，堿金屬和堿金屬的碳酸鹽，氫氧化物，無規(guī)則狀木屑載體，包括木刨花、碎木片以及水等組成的脫硫劑，脫硫可達21公斤-硫/1公斤-鐵，同時，在脫硫速度和脫硫劑壽命也比一般常規(guī)的方法有所提高。但是還不能適應(yīng)處理高含硫的工業(yè)生產(chǎn)的要求，而且在節(jié)約能源和降低成本等也需要改進。
本發(fā)明的目的在于提供一種改進性的干法脫硫劑，主要由較細鐵粉、植物果殼和少量添加劑等組成。這種脫硫劑不僅具有脫硫能力，而且，更重要的可容許氣體流速比傳統(tǒng)干法裝置的設(shè)計提高10倍左右，使用有效期增加一倍以上，使煤氣脫硫能力大幅度提高，成本降低。
本發(fā)明的煤氣脫硫劑由較細鐵粉，植物果殼，堿金屬或堿土金屬的氧化物或鹽類和水等組成。其中所使用的植物果殼有谷殼、豆莢殼、菜籽殼，使脫硫劑的堆積比重減小，空隙率增大，當煤氣通過由這些果殼構(gòu)成脫硫劑堆積層時阻力減小，為處理能力提高創(chuàng)造有利條件。本脫硫劑用的較細鐵粉大小在70～120目，以增加與煤氣中硫化氫的接觸面積，保證處理后煤氣高度凈化。添加堿金屬或堿土金屬的氧化物或鹽類在于調(diào)節(jié)組成的PH值。當煤氣中含硫化氫量比較高時，為進一步提高鐵粉的催化作用，一般可加入鈷或鋅的氧化物作為添加劑。
現(xiàn)將發(fā)明詳細敘述。本發(fā)明所用的較細鐵粉占脫硫劑重量的20～45%。植物果殼的大小為3～20mm長短不規(guī)則的顆粒，最好3～8mm的顆粒，重量占總重量的30～45%，堿金屬或堿土金屬的氧化物或鹽占總重量的5～15%，水占總重量的20～45%。在一般情況下所加的添加劑鈷或鋅的氧化物占總重量的0～3%。
鐵粉是脫硫劑的基本組成之一，鐵粉越細，其與硫化氫的接觸面積越大。表一表示各種不同粒度的鐵粉對脫硫效果的影響。
表1脫硫劑 運轉(zhuǎn)時間 處理煤氣的 進口煤氣 一米脫硫劑Hr 線速mm/Rec 中H2Smg 床層后檢測結(jié)果(醋酸鉛快速檢測法)傳統(tǒng) 22 64 1425 1.5l顯色脫硫劑 (828l)中等粒度鐵粉 173 60～70 1840 開始顯色的脫硫 (64880l)劑細鐵粉 347.5 20～70 1995 ＞5l煤氣配制的 (130335l) 仍不顯色脫硫劑從試驗結(jié)果表明，在煤氣線速、氧含量諸條件基本相同的情況下，脫硫劑中鐵粉越細，脫硫效率越高。
在脫硫劑中鐵粉顆粒大小一樣的情況下，而鐵粉含量不同時，不同配比鐵粉對脫硫劑脫硫效率比較見表2。
表2鐵粉用量進口H2S含氣體線速 1米床層1米床層硫泄量mg/m3mm/Sec 硫泄發(fā)生時脫硫效率時間(小時)較高鐵粉配比的 5663 56.5 36 98.7%脫硫劑中等鐵粉配比的 5380 56.5 26 99%脫硫劑低鐵粉配比的 5403 56.5 21 99%脫硫劑表2說明在硫化氫濃度在5000～6000mg/NM3，線速在50～60mm/sec，脫硫劑床層在1米下，對脫硫效率影響不大。不過，當鐵粉含量少時會影響使用周期，含量過多會減小載體間的空隙，使鐵粉的相對有效利用率降低，所以一般選用中等配比，在20～45%重量下實踐證明，效果令人滿意可達90%以上。
本發(fā)明脫硫劑所使用的植物果殼，平均堆積比重在750公斤/米3～100kg/m3。因為谷殼等果殼具有不規(guī)則的凹瓢形自然曲率形狀，能持留鐵粉，對煤氣流過的阻力小，所以煤氣處理時壓降小，通過脫硫?qū)訒r線速度可較大的提高。圖1表示不同脫硫劑對脫硫床層阻力(pmmH2O)與線速度(vmm/sec)的關(guān)系(在φ47.3毫米單管中1米床層中測定)。
圖中，1＃-代表使用細木屑作載體的脫硫劑。
2＃-代表使用粗木屑作載體的脫硫劑。
3＃-代表使用谷殼作載體的脫硫劑。
4＃-代表使用谷殼和粗木屑混合物作載體的脫硫劑。
在其脫硫劑組份配比相同情況下，用以上不同的載體制備各為一米厚的脫硫?qū)幼鞅容^，可見同樣是100毫米/秒線速度，經(jīng)過粗木屑脫硫劑層壓降為70毫米水柱，而經(jīng)過果殼脫硫劑層僅為30毫米水柱。所以保持壓降相同，果殼作為載體的脫硫劑為粗木屑載體的脫硫劑對煤氣處理速率要提高一倍多。為了保證煤氣的質(zhì)量，一般選用120米3/小時米3脫硫劑速率，也比文獻推薦的75呎/小時呎脫硫劑的處理量和速度大。
在圖1中4＃谷殼、粗木屑的混合載體的脫硫劑也可以同樣提高煤氣的處理速度。該載體木屑尺寸最好在3～10毫米，占載體比例在20%以上，也能達到100～120米3/小時米3脫硫速率。
用相同比的粗木屑加細鐵粉(20～60目)和果殼加較細鐵粉(70～120目)作脫硫劑一次使用有效期比較。在相同煤氣含硫(1.5克/米3)、線速度，凈化后需達到同樣10毫克/米3凈化值試驗，結(jié)果表明果殼加較細鐵粉比粗木屑加細鐵粉一次有效期幾乎大一倍多。這就使得果殼和較細鐵粉等組成的脫硫劑再生和調(diào)換次數(shù)減少，可節(jié)約用電量，簡化操作過程。
本發(fā)明中堿金屬和堿土金屬的氧化物和鹽類用來調(diào)節(jié)脫硫劑的酸堿度使處于PH9-11范圍，保證脫硫劑的效果穩(wěn)定和具有足夠的使用時間。
由較細鐵粉和果殼等組成的脫硫劑對煤氣的凈化不僅可以達到國家規(guī)定煤氣含硫標準以下，在精密儀器儀表等工業(yè)使用中能達到含硫1毫克/立方米左右很高要求。
綜上所述，本發(fā)明的高效脫硫劑既能充分保證凈化質(zhì)量和要求，而且，由于應(yīng)用較細鐵粉和果殼等，使脫硫劑層壓降小，煤氣經(jīng)過時線速度提高，相應(yīng)處理量增加，促使效率增加50%以上。此外，本發(fā)明的脫硫劑一次使用有效周期提高一倍多，減少了脫硫劑原材料和電能的損耗，所以降低了成本，簡化了操作，適宜在大規(guī)模生產(chǎn)中應(yīng)用。
第一實施方案日處理三萬三千立方米規(guī)模煤氣裝置。
該裝置為保證顯像管玻殼生產(chǎn)中煤氣質(zhì)量，安裝了一套干法脫硫裝置，三塔串聯(lián)使用，定期切換，塔內(nèi)為3脫硫劑。
其數(shù)據(jù)如下煤氣處理量 氣體中雜質(zhì) 工藝條件 凈化后煤氣NM3/d 含量mg/NM3中HS/NM3H2S HCN 型式空速時33000 100/ 三塔 300 5～7串聯(lián)第二實施方案脫除焦爐熱值儀自動控制系統(tǒng)中的硫化氫。
該自控系統(tǒng)對煤氣凈化要求1.須脫除煤氣中高濃度的硫化氫(11～17g/NM3);
2.在脫除硫化氫的同時，尚要脫除較高濃度的氰化氫(0.8～1.1g/NM3);
3.氣體凈化裝置的容積要小，盡量減少焦爐煤氣熱值變化的滯后現(xiàn)象。
試驗選用二根直徑為47～48mm的玻璃管串聯(lián)為脫硫管，每根內(nèi)裝1米高的4＃脫硫劑，經(jīng)凈化后的煤氣進入熱量計燃燒，熱值信息輸入計算機系統(tǒng)。
脫硫效果項目 H2S g/M3HCN g/M3凈化前焦爐煤氣中濃度范圍 11～17 0.8～1.1凈化后焦爐煤氣中濃度范圍 ～0 ～0脫硫劑使用壽命 運轉(zhuǎn)周期3月/次4脫硫劑組成載體(谷殼+粗木屑 體積比1∶1) 31%～35%較細鐵粉 34%～45%堿 7%～10%水 27%鋅或鈷鹽類 1%
權(quán)利要求
1.一種由鐵粉、載體、堿金屬或堿土金屬的氧化物和鹽類，以及水組成的干法脫硫劑，其特征在于所說的鐵粉為顆粒大小在70～120目的較細鐵粉，重量占總重量20～45%，所說的載體為植物果殼或其與木屑的混合物，殼?；蚰拘即笮?～20毫米，重量占總重量30～45%，堿金屬或堿土金屬的氧化物和鹽類占總重量20～45%，水重量占總重量20～45%。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的干法脫硫劑，其特征還包括含有添加劑鈷或鋅的氧化物，其重量占總重量0～3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的干法脫硫劑，其特征在于所說的植物果殼一般為谷殼、豆莢殼、菜籽殼等。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的干法脫硫劑，其特征在于所說的果殼最好殼粒尺寸在3～8毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或4所述的干法脫硫劑，其特征在于所說的植物果殼與木屑的混合物其木屑的尺寸在最好5～10毫米，占混合物比例在20%以上。
專利摘要
高效干法脫硫劑涉及從發(fā)生爐或焦爐煤氣中，或其它氣體中除去硫化氫的脫硫劑，其特點是采用了較細的鐵粉和植物果殼，例如谷殼或豆莢殼或菜籽殼等作為脫硫劑的基本組成，使在保證高凈化指標下，可增加氣速50％以上，一次使用有效期提高一倍多，較大地簡化操作，更適宜于工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C01B17/04GK85106283SQ85106283
公開日1987年2月11日 申請日期1985年8月12日
發(fā)明者鄭小陶, 馬襄書, 孫洪明 申請人:上海焦化廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan