【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于脱硫剂制备，具体涉及一种高效脱硫剂的制备方法及应用。
技术介绍
1、随着全球工业化进程的加速，能源消耗量急剧增加，燃煤作为主要的能源供应方式之一，其燃烧过程中产生的so2已成为大气污染的主要来源之一。so2不仅会导致酸雨的形成，破坏自然生态系统，还会对人类健康产生严重影响，如引起呼吸道疾病等。因此，开发高效、经济、环保的脱硫技术，特别是高效脱硫剂的制备，已成为当前环保领域的研究热点。
2、在燃煤过程中，脱硫技术主要分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫三类。其中，燃烧后脱硫，即烟气脱硫，是目前应用最广泛的技术。烟气脱硫技术又可分为湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫。湿法脱硫因其脱硫效率高、技术成熟而被广泛采用，但存在设备投资大、运行成本高、废水处理难等问题。干法和半干法脱硫则具有设备简单、占地面积小、无废水排放等优点，但脱硫效率相对较低。因此，开发高效、低成本、易操作的脱硫剂及其制备技术，对于提高烟气脱硫效率、降低脱硫成本具有重要意义。
3、专利cn108620074a公开一种高效脱硫剂的制备方法，所述高效脱硫剂包括以下重量份的原料制成：椰壳10-15份、花生壳12-15份、硝酸镍溶液30-45份、醋酸钙5-10份、氧化钙2-5份、氟化钙5-8份、氧化镁2-4份、氢氧化铝2-9份，通过该方法制备得到的脱硫剂不仅脱硫效果好，还能利用椰壳、花生壳等农业废物，但是，通过该方法制备得到的脱硫剂的脱硫效果仍有提高的空间。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、本专利技术提供一种高效脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一：将铁盐和镁盐加入至含有蒸馏水的容器中，搅拌溶解后，得到混合溶液a，然后将改性模板剂和造孔剂加入至含有蒸馏水的容器中，搅拌溶解后，得到混合溶液b；
5、步骤二：将混合溶液a和混合溶液b混合均匀，加热搅拌，得到胶状固体c，将胶状固体c冷冻干燥后，进行煅烧研磨，得到海绵状复合氧化物；
6、步骤三：将海绵状复合氧化物加入至含有改性剂的四氢呋喃溶液中，密封搅拌后，置于反应釜中，水热反应，反应结束后，过滤、洗涤、干燥，得到高效脱硫剂。
7、作为优选，所述步骤一中，铁盐为硝酸铁、醋酸铁、氯化铁、氢氧化铁中的一种或多种组合，镁盐为硝酸镁、氯化镁、碳酸镁、氧化镁和硫酸镁中的一种或多种组合，铁盐和镁盐的摩尔比为1：(0.05-0.2)，搅拌时间为30-60min，造孔剂为聚苯乙烯、柠檬酸、纳米微球中的一种或多种组合，改性模板剂和造孔剂的质量比为1：(0.4-0.6)，搅拌时间为30-60min；所述步骤二中，加热搅拌温度为70-80℃，时间为4-8h，煅烧温度为350-550℃，时间为2-6h，研磨粒度为400-600目；所述步骤三中，海绵状复合氧化物、改性剂和四氢呋喃的质量比为1：(5-20)：(50-75)，密封搅拌时间为4-8h，水热反应温度为120-160℃，时间为12-24h，用无水乙醇和蒸馏水进行洗涤，干燥温度为60-80℃。
8、作为优选，所述改性模板剂的制备方法，包括以下步骤：
9、q1：将2,3-二氯吡啶、l-脯氨酸和碳酸钾加入至容器中，加入二甲基亚砜，加热回流，回流结束后，冷却，稀释，调节ph，加入乙酸乙酯进行提取，洗涤，分液，干燥，真空过滤，得到中间产物1；
10、q2：将中间产物1加入至含有氯化亚砜的容器中，回流反应，反应结束后，真空蒸馏，用乙腈溶解2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酸后，加入至容器中，室温下加入吡啶，搅拌，然后在冰浴条件下缓慢加入甲基磺酰氯，室温反应，反应结束后，低温沉淀，过滤，洗涤，再次沉淀，过滤，得到中间产物2；
11、q3：将中间产物2加入至含有四氢呋喃的耐压管中，溶解后加入甲胺，反应，提取，分液，洗涤，干燥，真空过滤，蒸发，纯化，得到改性模板剂。
12、以上过程中，改性模板剂的合成反应式如下：
13、
14、中间产物1经质谱分析结果为：m/z:226.05(100.0％),228.05(32.0％),227.05(11.6％),229.05(3.5％),228.06(1.0％)；中间产物2经质谱分析结果为：m/z:371.02(100.0％),373.02(64.1％),372.03(19.7％),374.02(13.2％),375.02(10.6％),373.03(2.2％),376.02(2.0％),375.03(1.2％),372.02(1.1％)；改性模板剂经质谱分析结果为：m/z:402.07(100.0％),404.06(63.9％),403.07(20.8％),405.07(13.4％),406.06(10.4％),404.07(2.8％),407.06(2.3％),406.07(1.6％),403.06(1.5％)；
15、改性模板剂中含有的吡啶环结构具有特殊的电子效应和空间构型，能够与含硫化合物形成稳定的相互作用，相互作用的存在可以加速脱硫反应的进行，提高脱硫效率，且该相互作用还可以保护脱硫剂的结构，防止其受到破坏，增强脱硫剂的稳定性；改性模板剂的存在会使脱硫剂在制备过程中形成特定的，更加适合含硫化合物的吸附和催化转化的孔道结构，提高脱硫效率；同时，脱硫剂在脱硫过程中，会逐渐失去活性，改性模板剂的加入可以促进脱硫剂表面的再生反应，当脱硫剂失去活性时，改性模板剂可以与脱硫剂表面的活性位点结合，形成新的活性中心，新的活性中心可以继续与含硫化合物发生反应，恢复脱硫剂的脱硫能力，提高其使用寿命。
16、作为优选，所述q1中，2,3-二氯吡啶、l-脯氨酸和碳酸钾的摩尔比为(6.76-8.79)：(8.11-10.54)：(13.51-17.56)，加热回流温度为100-120℃，时间为20-24h，用蒸馏水稀释，调节ph＝4-5，用饱和氯化铵进行洗涤，用无水硫酸钠进行干燥。
17、作为优选，所述q2中，中间产物1、2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酸、吡啶和甲基磺酰氯的摩尔比为(2.25-3.15)：(2.04-2.86)：(7.15-10.01)：(2.45-3.43)，回流反应时间为8-10h，搅拌时间为30-45min，室温反应时间为40-45h，低温沉淀温度为2-4℃，沉淀时间为10-12h，用乙腈和蒸馏水进行洗涤；所述q3中，中间产物2和甲胺的摩尔比为(0.54-0.81)：(1.61-2.42)，反应时间为40-48h，用乙酸乙酯和蒸馏水分别进行提取，用饱和氯化铵进行洗涤，用无水硫酸钠进行干燥。
18、作为优选，所述改性剂的制备方法，包括以下步骤：
19、s1：将三乙二醇单甲醚加入至二氯甲烷中，搅拌溶解后，加入三乙胺，冷却，随后滴加丙烯酰氯，室温搅拌，萃取，旋蒸，纯化，得到无色液体；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，铁盐为硝酸铁、醋酸铁、氯化铁、氢氧化铁中的一种或多种组合，镁盐为硝酸镁、氯化镁、碳酸镁、氧化镁和硫酸镁中的一种或多种组合，铁盐和镁盐的摩尔比为1：(0.05-0.2)，搅拌时间为30-60min，造孔剂为聚苯乙烯、柠檬酸、纳米微球中的一种或多种组合，改性模板剂和造孔剂的质量比为1：(0.4-0.6)，搅拌时间为30-60min；所述步骤二中，加热搅拌温度为70-80℃，时间为4-8h，煅烧温度为350-550℃，时间为2-6h，研磨粒度为400-600目；所述步骤三中，海绵状复合氧化物、改性剂和四氢呋喃的质量比为1：(5-20)：(50-75)，密封搅拌时间为4-8h，水热反应温度为120-160℃，时间为12-24h，用无水乙醇和蒸馏水进行洗涤，干燥温度为60-80℃。
3.根据权利要求1所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述改性模板剂的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的高效脱硫剂的制备方法，
5.根据权利要求3所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述Q2中，中间产物1、2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酸、吡啶和甲基磺酰氯的摩尔比为(2.25-3.15)：(2.04-2.86)：(7.15-10.01)：(2.45-3.43)，回流反应时间为8-10h，搅拌时间为30-45min，室温反应时间为40-45h，低温沉淀温度为2-4℃，沉淀时间为10-12h，用乙腈和蒸馏水进行洗涤；所述Q3中，中间产物2和甲胺的摩尔比为(0.54-0.81)：(1.61-2.42)，反应时间为40-48h，用乙酸乙酯和蒸馏水分别进行提取，用饱和氯化铵进行洗涤，用无水硫酸钠进行干燥。
6.根据权利要求1所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述改性剂的制备方法，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述S1中，三乙二醇单甲醚、二氯甲烷、三乙胺和丙烯酰氯的用量比为(5-10)g：(50-100)mL：(5.6-11.2)mL：(3.3-6.6)g，冷却至0-1℃，室温搅拌时间为10-12h，利用二氯甲烷和蒸馏水进行萃取，用乙酸乙酯作为洗脱剂，硅胶作为固定相，进行纯化。
8.根据权利要求6所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述S2中，苯乙烯、2-氰丙-2-醇二硫代苯甲酸酯、偶氮二异丁腈和甲苯的用量比为(5-7.5)g：(0.049-0.07)g：(0.009-0.012)g：(4.6-6.9)mL，低温环境温度为0-1℃，通入氮气时间为30-45min，加热反应温度为80-85℃，反应时间为16-18h，真空干燥温度为70-80℃，时间为20-24h。
9.根据权利要求6所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述S3中，无色液体、粉色固体、偶氮二异丁腈和四氢呋喃的用量比为(0.26-0.52)g：(0.27-0.54)g：(0.0017-0.002)g：(1.3-2.6)mL，油浴聚合温度为70-75℃，聚合时间为20-24h，真空干燥温度为30-40℃，时间为20-24h。
10.一种高效脱硫剂的应用方法，其特征在于，将得到的高效脱硫剂应用至煤炭脱硫中。
...【技术特征摘要】
1.一种高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，铁盐为硝酸铁、醋酸铁、氯化铁、氢氧化铁中的一种或多种组合，镁盐为硝酸镁、氯化镁、碳酸镁、氧化镁和硫酸镁中的一种或多种组合，铁盐和镁盐的摩尔比为1：(0.05-0.2)，搅拌时间为30-60min，造孔剂为聚苯乙烯、柠檬酸、纳米微球中的一种或多种组合，改性模板剂和造孔剂的质量比为1：(0.4-0.6)，搅拌时间为30-60min；所述步骤二中，加热搅拌温度为70-80℃，时间为4-8h，煅烧温度为350-550℃，时间为2-6h，研磨粒度为400-600目；所述步骤三中，海绵状复合氧化物、改性剂和四氢呋喃的质量比为1：(5-20)：(50-75)，密封搅拌时间为4-8h，水热反应温度为120-160℃，时间为12-24h，用无水乙醇和蒸馏水进行洗涤，干燥温度为60-80℃。
3.根据权利要求1所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述改性模板剂的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述q1中，2,3-二氯吡啶、l-脯氨酸和碳酸钾的摩尔比为(6.76-8.79)：(8.11-10.54)：(13.51-17.56)，加热回流温度为100-120℃，时间为20-24h，用蒸馏水稀释，调节ph＝4-5，用饱和氯化铵进行洗涤，用无水硫酸钠进行干燥。
5.根据权利要求3所述的高效脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述q2中，中间产物1、2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酸、吡啶和甲基磺酰氯的摩尔比为(2.25-3.15)：(2.04-2.86)：(7.15-10.01)：(2.45-3.43)，回流反应时间为8-10h，搅拌时间为30-45min，室温...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾征豪，贾睿，陈志林，段红宇，陈俊，苏伟平，
申请(专利权)人：江苏德隆环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。