一種常溫氣相有機硫脫除劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及脫硫劑，尤其涉及一種用于常溫氣相有機硫脫除劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]有機硫如羰基硫、二硫化碳、低碳硫醇等廣泛存在于煉油廠、天然氣凈化廠、煤氣凈化廠等氣體加工產業里。在許多生產環境如冶金、農藥、橡膠和粘膠纖維等工業領域中，都使用有機硫，環境中也有微量的有機硫。這些有機硫對人體和環境造成很大的危害。在化工生產過程中有機硫會腐蝕設備，造成催化劑中毒，進而提高工業生產的成本。其脫除方法有干法脫除和濕法脫除兩大類，干法廣泛應用于氣體中低濃度硫化物的脫除，其中活性炭由于比表面積大，來源廣泛受到重視。由于有機硫呈中性或者極弱的酸性，化學性質相對穩定，因而活性炭僅僅作為物理吸附劑來脫除有機硫，存在邊吸附邊解吸的現象，脫除率低，硫容低的問題。
[0003]為了提高活性炭的脫除率和硫容，對活性炭進行改性的方法分為兩類，一種是表面物理結構特性的改性，如采用微波處理。另一種是表面化學性質的改性，如采用堿或負載金屬及其化合物等方法，改變其表面的酸堿性XN 101318130A提供了一種用有機堿、無機堿和金屬鹽改性的活性炭用于脫除羰基硫，羰基硫的轉化率達到90% XN 101972658提供了一種無機堿和金屬鹽改性活性炭，用于脫除羰基硫，去除率達到90%以上。上述方法均以增加活性炭表面的堿性為目標，在酸性氣體與有機硫共存的環境中，使用效果不佳。
[0004]因此，有必要尋找更加合適的能有效脫除有機硫的改性活性炭來滿足市場需要。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是針對目前已有的脫硫劑成本制備較高，脫硫效果不好等問題，提供一種以農業廢棄物為原料，經過金屬改性，成本低廉，方法簡單，去除率和硫容大大提高，應用于常溫氣相有機硫脫除劑的制備方法。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]—種用于常溫氣相有機硫脫除劑的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0008](I)炭化
[0009]將干燥、粉碎并過篩的農業廢棄生物質原料置于水熱反應釜中，加水，固液質量比為1:500?1:3，攪拌均勻;將反應釜置于160?200°C烘箱中，加熱10?50小時，冷卻至室溫，將固體物過濾分離、洗滌、干燥得炭化物；
[0010](2)c-硅溶膠液
[0011 ]將步驟(I)得到的炭化物中加入I?20 %氫氧化鈉溶液，炭化物與氫氧化鈉質量比為1: 0.1?1:2，75?95°C加熱攪拌6?8小時，形成C-硅溶膠液；
[0012](3)金屬氧化物改性
[0013]在溫度為45?65°C的攪拌情況下，將0.5?2mol/L的金屬鹽溶液緩慢滴加入步驟
(2)的C-硅溶膠液中，金屬鹽溶液與C-硅溶膠液質量比為1:0.5?2，滴加完畢后，繼續攪拌I?6小時，然后60?80°C下干燥8?48小時，粉碎，用去離子水洗滌至中性，100°C下干燥2h，轉移至管式爐中200?600°C灼燒得改性生物質活性炭，該產品即是常溫氣相有機硫脫除劑。
[0014]作為對本發明的限定，本發明步驟(I)中所述的農業廢棄生物質原料為秸桿、稻殼或稻草。
[0015]作為對本發明的限定，本發明步驟(3)中所述金屬鹽為可以和硫元素形成絡合健的金屬元素鐵、鈷、鉻、銀、銅、鎳、鋅或鉑的硝酸鹽、硫酸鹽、氯化鹽或醋酸鹽的一種或幾種。
[0016]采用上述技術方案后，本發明得到的有益效果是:
[0017]本發明選取農作物秸桿、稻殼和稻草類農業廢棄生物質為原料，其本身含有纖維素、半纖維素、可溶性糖類，這些都是制備活性炭合適的碳原料，灰分中的硅在堿性條件下溶出，是一種優良的粘合劑和凝膠基質。而且使用廢棄生物質原料，能大大降低成本，方法簡單，同時利用可以和有機硫形成η絡合健的金屬元素進行改性，變活性炭的物理吸附為特性吸附，大大提高脫硫劑的去除率和硫容，是一種優良的應用于常溫氣相有機硫脫除的脫除劑。
【具體實施方式】
[0018]下面再結合以下實施例對本發明作進一步的說明，但應了解的是，這些實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施的限制。
[0019]實施例1
[0020]一種用于常溫氣相有機硫脫除劑的制備方法，可通過以下步驟來實現:
[0021](I)炭化
[0022I干燥、粉碎并過50目篩的稻殼置于水熱反應Il中，其中加水，固液質量比為1:500，攪拌均勻;將反應釜置于200°C烘箱中，加熱50小時，冷卻至室溫，將固體物過濾分離、洗滌、干燥得炭化物；
[0023](2)制備C-硅溶膠液
[0024]將炭化物中加入20%氫氧化鈉溶液，炭化物與氫氧化鈉質量比為1:0.1,75°C加熱攪拌6小時，形成C-硅溶膠液；
[0025](3)金屬氧化物改性
[0026]在溫度為45°C的攪拌情況下，將2mol/L的硫酸銅鹽溶液緩慢滴加入C-硅溶膠液中，硫酸銅溶液與C-硅溶膠液質量比為1:0.5,滴加完畢后，繼續攪拌I小時，然后80°C下干燥8小時，粉碎，用去離子水洗滌至中性，100°C下干燥2小時，轉移至管式爐中300°C灼燒2小時，得改性生物質活性炭。該脫硫劑在溫度為25°C，空速為3000h—1，用于含量為267mg/m3羰基硫脫除時，可以將其脫除至lmg/m3，穿透硫容是78.41mg/g。
[0027]實施例2
[0028]—種用于常溫氣相有機硫脫除劑的制備方法，可通過以下步驟來實現:
[0029](I)炭化
[°03°]干燥、粉碎并過50目篩的稻桿置于水熱反應爸中，其中加水，固液質量比為1:500，攪拌均勻;將反應釜置于160°C烘箱中，加熱10小時，冷卻至室溫，將固體物過濾分離、洗滌、干燥得炭化物；
[0031](2)制備C-硅溶膠液
[0032]將炭化物中加入20%氫氧化鈉溶液，炭化物與氫氧化鈉質量比為I: 2，95°C加熱攪拌6小時，形成C-硅溶膠液；
[0033](3)金屬氧化物改性
[0034]在溫度為65°C的攪拌情況下，將0.5mol/L的硝酸銀溶液緩慢滴加入C-硅溶膠液中，硝酸銀溶液與C-硅溶膠液質量比為1: 2，滴加完畢后，繼續攪拌I小時，然后60°C下干燥48小時，粉碎，用去離子水洗滌至中性，100°C下干燥2小時，轉移至管式爐中300°C灼燒2個小時，得改性生物質活性炭。該脫硫劑在溫度為25°C，空速為3000h—1，用于含量為340mg/m3二硫化碳脫除時，可以將其脫除至lmg/m3，穿透硫容是34.8mg/g。
[0035]實施例3
[0036]—種用于常溫氣相有機硫脫除劑的制備方法，可通過以下步驟來實現:
[0037](I)炭化
[0038]經干燥、粉碎并過50目篩的玉米稻桿置于水熱反應爸中，其中加水，固液質量比為1:3，攪拌均勻;將反應釜置于200°C烘箱中，加熱10小時，冷卻至室溫，將固體物過濾分離、洗滌、干燥得炭化物；
[0039](2)制備C-硅溶膠液