【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大气污染治理领域，特别是指炼铁行业高炉煤气脱硫处理方法，具体涉及一种水解脱硫一体剂及其制备方法。
技术介绍
1、高炉煤气中总硫含量为50～180mg/m3，其中cos(羰基硫)占75％，h2s占25％。针对高炉煤气的特点，目前市场上采用的脱硫工艺一般为水解+trt+干法脱硫或湿法脱硫以及trt+水解+干法脱硫或湿法脱硫。
2、目前国内水解所用的固体催化剂主要包括al2o3基、tio2基及活性炭基，在基体上浸一定量的活性组分。由于纯γ-al2o3的cos水解率仅为51.2％，因此通常都须加入碱金属、碱土金属等活性组分，活性从大到小依次为cs2o/γ-al2o3、k2o/γ-al2o3、bao/γ-al2o3>na2o/γ-al2o3、cao/γ-al2o3>mgo/γ-al2o3。而羰基硫在水解催化剂的存在下，发生以下反应：
3、目前常用的干法脱硫剂包括活性炭脱硫剂、氧化锌脱硫剂、氧化铁脱硫剂、分子筛脱硫剂等。根据不同的工况条件和脱除要求，选用的脱硫剂以及投资、运行成本也各有差异。
4、其中氧化铁脱硫(铁系脱硫剂)的脱硫原理为硫化氢与铁系脱硫剂表面丰富的碱性羟基反应生成铁硫化物，其中脱硫原理为：fe2o3·h2o+3h2s＝fe2s3·h2o+3h2o，再生原理为：fe2s3·h2o+1.5o2＝fe2o3·h2o+3s。活性炭脱硫剂脱的硫原理为硫化氢和氧在活性炭表面活性基团的催化作用下反应生成元素硫沉积在脱硫剂的微孔中。涉及化学反应式为：2h2s+o2＝2h2o+2s
5、由于trt(高炉煤气余压透平发电装置)前高炉煤气的温度一般为110～160℃，目前的水解剂可在该工况下适用，存在的问题是硫沉积和硫酸盐会造成水解剂的中毒失活快。而trt后高炉煤气的温度为40～50℃，适合脱硫化氢；若在采用trt后水解+干法脱硫工艺，则需要对原料气进行升温和降温处理，造成能耗高的缺陷。因此针对高炉煤气热值低，附加值不高，用户要求尽可能降低脱硫成本等特点，开发一种高效的、适合高炉煤气净化的水解脱硫一体剂成为亟需解决的技术问题。
6、中国专利技术专利公告文本cn112546845b公开了一种水解吸收型脱硫剂及其制备方法和应用，通过硫酸锌、氢氧化钙和氢氧化钾溶液的混合而得到的水解吸收型脱硫剂，但是该水解脱硫剂不适用于高炉煤气。中国专利技术专利公开文本cn113426289a公开了一种水解吸附剂能够用于高炉煤气脱硫处理，但是其是直接将催化剂和吸附剂混合结合特定的设备进行催化和吸附的，其脱硫剂不尽完善。
技术实现思路
1、本专利技术专利针对上述高炉煤气热值低，附加值不高，用户要求尽可能降低脱硫成本等技术问题，提出了一种高效的且适合高炉煤气净化的水解脱硫一体剂及其制备方法。
2、具体通过技术方案实现：
3、一种水解脱硫一体剂的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将20～60重量份的活性炭前驱体、15～70重量份的氧化铝粉和5～15重量份的无机粘结剂进行混合；其中活性炭前驱体的粒度为80～325目，氧化铝粉的粒度为300～800目，无机粘结剂的粒度为80～200目。
5、(2)向步骤(1)混合好的物料中加入20～40重量份的有机粘结剂，然后继续进行混合。
6、(3)将步骤(2)混合好的物料进行陈化12～72小时。
7、(4)将步骤(3)陈化后的物料置于挤出成型装置中进行挤出成型。
8、(5)将步骤(4)成型好的物料置入到干燥炉内，在10～150℃的温度下干燥1～12小时。
9、(6)将步骤(5)干燥之后得到的物料置入到碳化炉中，保持碳化炉内温度为600～900℃，碳化处理3～9小时，得到碳化处理后的干料混合物。
10、(7)向步骤(6)碳化处理之后得到的干料混合物中加入碱金属的碱性溶液进行浸渍；所述碱金属的碱性溶液的加入量为步骤(6)得到的干料混合物重量的0.4～1.0倍，所述碱金属的碱性溶液中溶质在溶液中的质量浓度为10～35wt.％。
11、(8)将步骤(7)浸渍后得到的物料置入到干燥炉内，在10～150℃的温度下干燥1～12小时，得到水解脱硫一体剂产品。
12、作为优选，所述活性炭前驱体包括煤炭、杏壳或椰壳中的一种或多种的混合物。
13、作为优选，所述氧化铝粉包括α-al2o3、γ-al2o3、ρ-al2o3、θ-al2o3或拟薄水铝石中一种或多种的混合物。
14、作为优选，所述无机粘结剂包括羊肝土、膨润土、硅藻土或凹凸棒土中的一种或多种的混合物；
15、作为优选，所述有机粘结剂包括煤焦油、桐油或轻质沥青的一种或多种的混合物。
16、作为优选，所述挤出成型装置为液压挤条机或螺杆挤条机中的一种。
17、作为优选，所述碱金属的碱性溶液包括碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铷、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铷中的一种或多种的水溶液。
18、作为优选，步骤(5)中的干燥温度优选为60～150℃，步骤(8)中的干燥温度优选为50～150℃。
19、一种水解脱硫一体剂，所述水解脱硫一体剂采用上述的制备方法制备得到。
20、作为优选，所述水解脱硫一体剂的径向抗压碎强度为80～160n/cm，60℃水解效率为90～99％，穿透硫容为16～25％。
21、一种水解脱硫一体剂处理高炉煤气的方法，包括如下步骤：
22、i，采用权利要求1～7任一项所述的水解脱硫一体剂的制备方法制备得到水解脱硫一体剂。
23、ii，将水解脱硫一体剂置于固定床反应器中，封闭进料口，通入氮气将固定床反应器中的气体置换排空。
24、iii，将气体入口切换为高炉煤气，控制高炉煤气的气体空速为1000～3000h-1，反应温度设置为30～120℃；在固定床反应器中进行水解催化脱硫处理，发生反应：cos+h2o＝h2s+co2和2h2s+o2＝2h2o+2s，实现水解脱硫一体剂对高炉煤气进行水解催化同时脱硫处理。
25、本专利技术的技术效果在于：
26、(1)本专利技术结合目前高炉煤气脱硫净化存在的问题，开发出了一种水解脱硫一体化剂及其制备方法。通过合理选取具体的活性炭方式脱硫与具体的水解催化剂进行特定工序的合成制备，将水解催化和脱硫剂合二为一，在同一个工序里直接完成了cos+h2o＝h2s+co2和2h2s+o2＝2h2o+2s两个反应，从而整体减少了水解剂和脱硫剂的使用量，优化了高炉煤气脱硫工序，降低了设备投资和占地，并且由于本专利技术合理搭配具体的水解和脱硫两部分的协调，从而能够处理非高温的煤气，从而不需要对trt后的高炉煤气气进行降温处理即可进行水解和脱硫，从而降低了能耗，减少了高炉煤气脱硫的运行成本，缓解高炉煤气用户厂家so2排放的环保压力，有助于企业清洁生产和工艺升级，具有明显的经济和社会效益。
27、(2)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，所述活性炭前驱体包括煤炭、杏壳或椰壳中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，所述氧化铝粉包括α-Al2O3、γ-Al2O3、ρ-Al2O3、θ-Al2O3或拟薄水铝石中一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，所述无机粘结剂包括羊肝土、膨润土、硅藻土或凹凸棒土中的一种或多种的混合物；
5.根据权利要求1所述的水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，所述挤出成型装置为液压挤条机或螺杆挤条机中的一种。
6.根据权利要求1所述的水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，所述碱金属的碱性溶液包括碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铷、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铷中的一种或多种的水溶液。
7.根据权利要求1所述的水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中的干燥温度优选为60～150℃，步骤(8)中的干燥温
8.一种水解脱硫一体剂，其特征在于，所述水解脱硫一体剂采用权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的水解脱硫一体剂，其特征在于，所述水解脱硫一体剂的径向抗压碎强度为80～160N/cm，60℃水解效率为90～99％，穿透硫容为16～25％。
10.一种水解脱硫一体剂处理高炉煤气的方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，所述活性炭前驱体包括煤炭、杏壳或椰壳中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，所述氧化铝粉包括α-al2o3、γ-al2o3、ρ-al2o3、θ-al2o3或拟薄水铝石中一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，所述无机粘结剂包括羊肝土、膨润土、硅藻土或凹凸棒土中的一种或多种的混合物；
5.根据权利要求1所述的水解脱硫一体剂的制备方法，其特征在于，所述挤出成型装置为液压挤条机或螺杆挤条机中的一种。
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：高群仰，陈镇，张秋林，李憬，冷廷双，赵荣志，
申请(专利权)人：北京北科环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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