一种煤气低温脱氯剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及煤气脱氯技术领域，具体地说，是一种煤气低温脱氯剂及其制备方法。

背景技术

钢铁行业的副产煤气如高炉煤气等是重要的二次能源，将含硫组分精脱除后，可以在满足污染物排放标准的前提下提高煤气的综合回收利用价值。由于煤气组分复杂，特别是含有不利于羰基硫水解的氯等毒性组分，干法除尘工艺无法脱除氯化氢(HCl)等酸性气体，导致后续水解过程催化活性大幅降低，难以实现精脱硫目的，因此需要在水解之前使用脱氯剂预脱除煤气中的含氯组分。

干法脱氯工艺通过固体脱氯剂与煤气中HCl气体发生化学反应，不仅可以有效脱除HCl气体，抑制其对水解催化剂的毒化，而且反应过程不引入H

专利CN104774654B公开了一种高炉煤气脱氯剂的制备和使用方法，该方法选用石灰石、碳酸钠和氢氧化钾为原料，添加皂土和水成型；CN106861386公开了一种脱氯剂，采用可溶性铝盐和钙盐制备成载体，再浸渍碱或碱土金属的碳酸盐作活性组分；CN108531224A公开了一种适用于高炉煤气脱氯剂的制备方法，该发明以碳酸钙为活性组分，加粘合剂与水捏合成型，脱氯剂可以通过水洗再生。选择氧化铝、活性炭等多孔结构作为载体可以改善脱氯过程中的气相传质，选择碱金属的碳酸盐作为活性组分可以避免煤气中CO

有鉴于此，亟需开发一种制备方法简单，适合规模化量产和工业化应用的脱氯剂和制备途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤气低温脱氯剂及其制备方法，利用成型载体负载碱金属的碳酸盐和稀土金属的氧化物，提高制得的脱氯剂活性。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种煤气低温脱氯剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：将成型载体在400～550℃下焙烧2～3h，获得改性载体；

所述成型载体包括氧化铝；

优选的，所述成型载体包括球形氧化铝、条形氧化铝和/或饼形氧化铝；

更优选的，所述成型载体包括球形氧化铝。

本步骤使用成型载体作原料，因为成型载体本身结构稳定，可在后续工艺过程中保持其稳定的孔道结构。

S2：将碱金属碳酸盐和稀土金属盐按质量比(2～9):1的比例配置成浓度为0.1～0.9g/mL的混合溶液；

所述碱金属碳酸盐包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙和碳酸铯中的一种或多种；

所述稀土金属盐包括碳酸铈、草酸铈、碳酸澜和草酸镧中的一种或多种，稀土金属可对脱氯剂进一步改性，增加表面酸性位，调节孔道结构，提升脱氯剂吸附和脱氯性能，而且稀土金属对载体和活性组分均具有稳定作用，保持成型载体的孔道结构，提高活性组分分散度和稳定性。

此步骤中碱金属和稀土金属均选用其碳酸盐或草酸盐，在规模化的生产制备过程中，碳酸盐或草酸盐分解产生的是无毒的CO

S3：将S1所述改性载体浸渍在S2所述混合溶液中6～12h，取出后干燥，在200～300℃下焙烧2h～4h，即得所述煤气低温脱氯剂。

本发明的另一个目的是提供一种煤气低温脱氯剂，所述脱氯剂包括Al

所述活性组分包括碱金属碳酸盐和稀土金属氧化物，所述碱金属碳酸盐组分包括碳酸钠、碳酸钙、碳酸钾和碳酸铯中的一种或多种，所述稀土金属盐包括碳酸铈、草酸铈、碳酸澜和草酸镧中的一种或多种。

所述脱氯剂中Al

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

通过对载体预活化和添加稀土金属盐优化了氧化铝载体的孔结构，负载的活性组分均匀分散，利用率高，并且制备过程简单，制备过程中无氮氧化物等污染性气体排出，可以直接应用于规模化的工业生产。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

实施例1

一种煤气低温脱氯剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：将市售球形氧化铝成型载体放置于马弗炉中焙烧，焙烧温度400℃，焙烧时间3h，获得改性球形氧化铝载体；

S2：将碳酸钠和草酸铈按质量比9:1的比例配置成浓度为0.9g/mL的混合溶液；

S3：将S1改性球形氧化铝载体浸渍在S2混合溶液中12h，取出后干燥，干燥后置于马弗炉中焙烧，焙烧温度200℃，焙烧时间4h，即得煤气低温脱氯剂。

实施例2

一种煤气低温脱氯剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：将市售球形氧化铝成型载体放置于马弗炉中焙烧，焙烧温度550℃，焙烧时间2h，获得改性球形氧化铝载体；

S2：将碳酸钾和碳酸铈按质量比6:1的比例配置成浓度为0.5g/mL的混合溶液；

S3：将S1改性球形氧化铝载体浸渍在S2混合溶液中6h，取出后干燥，干燥后置于马弗炉中焙烧，焙烧温度300℃，焙烧时间2h，即得煤气低温脱氯剂。

实施例3

一种煤气低温脱氯剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：将市售球形氧化铝成型载体放置于马弗炉中焙烧，焙烧温度500℃，焙烧时间2.5h，获得改性球形氧化铝载体；

S2：将碳酸钙和碳酸澜按质量比2:1的比例配置成浓度为0.3g/mL的混合溶液；

S3：将S1改性球形氧化铝载体浸渍在S2混合溶液中8h，取出后干燥，干燥后置于马弗炉中焙烧，焙烧温度250℃，焙烧时间3h，即得煤气低温脱氯剂。

实施例4

一种煤气低温脱氯剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：将市售条形氧化铝成型载体放置于马弗炉中焙烧，焙烧温度500℃，焙烧时间3h，获得改性条形氧化铝载体；

S2：将碳酸钙和碳酸铯的混合物与草酸镧按质量比8:1的比例配置成浓度为0.1g/mL的混合溶液；

S3：将S1改性条形氧化铝载体浸渍在S2混合溶液中10h，取出后干燥，干燥后置于马弗炉中焙烧，焙烧温度250℃，焙烧时间4h，即得煤气低温脱氯剂。

实施例5

一种煤气低温脱氯剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：将市售饼形氧化铝成型载体放置于马弗炉中焙烧，焙烧温度450℃，焙烧时间2h，获得改性饼形氧化铝载体；

S2：将碳酸钠和碳酸铯的混合物与碳酸铈和草酸镧的混合物，按质量比5:1的比例配置成浓度为0.7g/mL的混合溶液；

S3：将S1改性饼形氧化铝载体浸渍在S2混合溶液中8h，取出后干燥，干燥后置于马弗炉中焙烧，焙烧温度300℃，焙烧时间2h，即得煤气低温脱氯剂。

测试例1

用实施例1-3制得的脱氯剂脱除HCl，反应条件为温度110℃，空速3000h

表1脱氯性能

通过表1可以看出，本申请制备的脱氯剂在低温下脱氯活性高、脱氯效果明显。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。