一种用于脱除羰基硫的吸附材料及其制备方法与流程

1.本发明属于有机硫处理技术领域，具体的说，涉及一种用于脱除羰基硫的吸附材料及其制备方法。


背景技术：

2.羰基硫（cos）是煤炭、石油化工生产过程中广泛存在的一种污染气体，是一种无色无味且有毒的可燃气体，这类硫化气体会使管道设备腐蚀以及催化剂等材料中毒失活，从而给工业生产造成较大的经济损失，羰基硫排放到大气中不仅会污染大气环境，还会对人体健康造成危害。
3.羰基硫的化学活性、酸性比硫化氢低，所以市面上用于脱除硫化氢的方法不能完全脱除羰基硫。根据羰基硫的酸性和物理特性以及化学反应特性，主要的脱除方法有物理脱除方法和化学脱除法。物理脱除法有低温甲醇洗技术，化学脱除方法有水解、加氢、吸收、吸附等方法。
4.低温甲醇洗技术是在低温的条件下，以冷甲醇为吸收剂，利用甲醇对羰基硫溶解度极大的特性，来实现脱除羰基硫的目的。此种方法国内工艺已经较为成熟，脱除羰基硫效果好，但需要在低温条件下操作，所以操作设备、管道需要耐低温材料，且有些设备需要从国外引进，所以投资较高。
5.水解法是在水解催化剂条件下，羰基硫与水反应形成硫化氢和二氧化碳的过程，即 cos h2o
ꢀ→ꢀ
co2 h2s，而硫化氢更易去除。水解法的优势很明显，工艺成熟，脱硫率高，但催化剂最终会因硫而中毒失活，这就要求催化剂不仅要有较高的催化活性，还要抗中毒性强。此外，水解法初期投资大、运行成本较高。
6.加氢法是加氢使羰基硫发生催化反应生成h2s，然后进一步脱除硫化氢，该法脱硫率高，但需要较高的反应温度、氢气和贵金属组分使该方法的成本较高。吸收法羰基硫与碱性溶剂发生中和反应。但该方法脱硫率低，且装置庞大。吸附法是通过吸附剂使羰基硫吸附聚集，利用的是吸附剂表面丰富的空隙结构，常用的cos吸附剂有活性炭、分子筛、氧化锰等。
7.中国专利cn112705155a公开了一种以碱土金属氧化物为载体，氧化硅等为粘结剂制备吸附剂脱除羰基硫，该法所需仪器设备较多，制备条件要求苛刻。中国专利cn108246239a公开了一种金属掺杂kp型分子筛吸附剂脱除羰基硫的方法，该吸附剂制备操作繁琐，所需溶剂、材料较多且不环保。


技术实现要素：

8.为了能有效脱除有毒有害气体羰基硫cos，本发明提供了一种用于脱除羰基硫的吸附材料，其中载体为：电石渣，活性组分为：k2co3。本发明通过高温活化的改性手段有效提高了吸附材料对cos的净化能力。
9.为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明提供了一种用于脱除羰基硫的吸附材料，以电石渣作为载体、k2co3作为活性组分，通过高温活化的手段获得的该吸附材料。
10.本发明还提供了一种用于脱除羰基硫的吸附材料的制备方法，包括如下步骤：（1）电石渣捣碎、研磨至80~120目，经高温活化后取出冷却至室温后，保存备用；（2）称取步骤（1）中的电石渣样品与k2co3充分混合后得到吸附剂前驱物，将去离子水加入到吸附剂前驱物中并充分搅拌，搅拌后静置12h；（3）步骤（2）中得到的样品经120℃干燥5
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6h，取出冷却至室温后，研磨并过60目筛子，即制得用于脱除羰基硫的吸附材料。
11.进一步的，步骤（1）中，高温活化条件为500~800℃ 焙烧6h。优选，高温活化条件为800℃ 焙烧6h。
12.进一步的，步骤（2）中，k2co3在吸附剂前驱物中的质量百分比为10%~25%。优选，k2co3在吸附剂前驱物中的质量百分比为20%。
13.进一步的，步骤（2）中，吸附剂前驱物与去离子水的比例为1g：10ml。
14.上述吸附材料脱除羰基硫的方法：吸附材料脱除羰基硫的吸附温度为25℃，空速为7600h
‑1。
15.本发明的优点：1、电石渣是我国堆存量较大的固体废物，本发明将其用作吸附剂净化废气中的羰基硫，既解决电石渣的资源化利用，又为羰基硫的脱除提供新方法。
16.2、本发明将电石渣作为载体，k2co3作为活性组分，并经过高温改性，使其活性增加，吸附效果更稳定。
17.3、本发明的吸附材料在羰基硫吸附活性测试中，净化效率在50min内可维持在90%以上。
18.4、本发明吸附剂的制备以及净化工艺的流程简易，操作简单，技术切实可行。
附图说明
19.图1是实施例3的cos净化曲线。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
21.实施例1（1）取5g电石渣捣碎、研磨至80~120目，然后放入马弗炉中800℃焙烧6h，取出后冷却至室温后,保存备用。
22.（2）称取步骤（1）中的电石渣样品与k2co3充分混合后得到1g吸附剂前驱物，保持k2co3在吸附剂前驱物中的质量百分比为10%，然后将10ml去离子水加入到该前驱物中并充分搅拌，搅拌后静置12h。
23.（3）将步骤（2）中得到的样品放入烘箱中120℃干燥12h，取出后冷却至室温后研磨并过筛60目，制得吸附材料。
24.吸附剂的活性测试：将制备的0.8g吸附剂放入固定床吸附柱中进行动态吸附性能
测试，通入模拟废气，模拟废气中cos浓度为200mg/m3，吸附温度为125℃、空速为7600h
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1，每隔10min测定一次cos的出口浓度。
25.吸附活性测试结果可知，复合吸附剂对cos的净化效率在10min内可维持在80%。
26.实施例2（1）取5g电石渣捣碎、研磨至80~120目，然后放入马弗炉中800℃焙烧6h，取出后冷却至室温后,保存备用。
27.（2）称取步骤（1）中的电石渣样品与k2co3充分混合后得到1g吸附剂前驱物，保持k2co3在吸附剂前驱物中的质量百分比为15%，然后将10ml去离子水加入到该前驱物中并充分搅拌，搅拌后静置12h。
28.（3）将步骤（2）中得到的样品放入烘箱中120℃干燥12h，取出后冷却至室温后研磨并过筛60目，制得吸附材料。
29.吸附剂的活性测试：将制备的0.8g吸附剂放入固定床吸附柱中进行动态吸附性能测试，通入模拟废气，模拟废气中cos浓度为200mg/m3，吸附温度为25℃、空速为7600h
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1，每隔10min测定一次cos的出口浓度。
30.吸附活性测试结果可知，复合吸附剂对cos的净化效率在30min内可维持在80%。
31.实施例3（1）取5g电石渣捣碎、研磨至80~120目，然后放入马弗炉中800℃焙烧6h，取出后冷却至室温后,保存备用。
32.（2）称取步骤（1）中的电石渣样品与k2co3充分混合后得到1g吸附剂前驱物，保持k2co3在吸附剂前驱物中的质量百分比为20%，然后将10ml去离子水加入到该前驱物中并充分搅拌，搅拌后静置12h。
33.（3）将步骤（2）中得到的样品放入烘箱中120℃干燥12h，取出后冷却至室温后研磨并过筛60目，制得吸附材料。
34.吸附剂的活性测试：将制备的0.8g吸附剂放入固定床吸附柱中进行动态吸附性能测试，通入模拟废气，模拟废气中cos浓度为200mg/m3，吸附温度为25℃、空速为7600h
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1，每隔10min测定一次cos的出口浓度。
35.吸附活性测试结果可知（图1），复合吸附剂对cos的净化效率在90min内可维持在80%。
36.实施例4（1）取5g电石渣捣碎、研磨至80~120目，然后放入马弗炉中800℃焙烧6h，取出后冷却至室温后,保存备用。
37.（2）称取步骤（1）中的电石渣样品与k2co3充分混合后得到1g吸附剂前驱物，保持k2co3在吸附剂前驱物中的质量百分比为25%，然后将10ml去离子水加入到该前驱物中并充分搅拌，搅拌后静置12h。
38.（3）将步骤（2）中得到的样品放入烘箱中120℃干燥12h，取出后冷却至室温后研磨并过筛60目，制得吸附材料。
39.吸附剂的活性测试：将制备的0.8g吸附剂放入固定床吸附柱中进行动态吸附性能测试，通入模拟废气，模拟废气中cos浓度为200mg/m3，吸附温度为25℃、空速为7600h
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1，每隔10min测定一次cos的出口浓度。
40.吸附活性测试结果可知，复合吸附剂对cos的净化效率在10min内可维持在80%。
41.实施例5（1）取5g电石渣捣碎、研磨至80~120目，然后放入马弗炉中650℃焙烧6h，取出后冷却至室温后,保存备用。
42.（2）称取步骤（1）中的电石渣样品与k2co3充分混合后得到1g吸附剂前驱物，保持k2co3在吸附剂前驱物中的质量百分比为20%，然后将10ml去离子水加入到该前驱物中并充分搅拌，搅拌后静置12h。
43.（3）将步骤（2）中得到的样品放入烘箱中120℃干燥12h，取出后冷却至室温后研磨并过筛60目，制得吸附材料。
44.吸附剂的活性测试：将制备的0.8g吸附剂放入固定床吸附柱中进行动态吸附性能测试，通入模拟废气，模拟废气中cos浓度为200mg/m3，吸附温度为25℃、空速为7600h
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1，每隔10min测定一次cos的出口浓度。
45.吸附活性测试结果可知，复合吸附剂对cos的净化效率在60min内可维持在80%。
46.实施例6（1）取5g电石渣捣碎、研磨至80~120目，然后放入马弗炉中500℃焙烧6h，取出后冷却至室温后,保存备用。
47.（2）称取步骤（1）中的电石渣样品与k2co3充分混合后得到1g吸附剂前驱物，保持k2co3在吸附剂前驱物中的质量百分比为20%，然后将10ml去离子水加入到该前驱物中并充分搅拌，搅拌后静置12h。
48.（3）将步骤（2）中得到的样品放入烘箱中120℃干燥12h，取出后冷却至室温后研磨并过筛60目，制得吸附材料。
49.吸附剂的活性测试：将制备的0.8g吸附剂放入固定床吸附柱中进行动态吸附性能测试，通入模拟废气，模拟废气中cos浓度为200mg/m3，吸附温度为25℃、空速为7600h
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1，每隔10min测定一次cos的出口浓度。
50.吸附活性测试结果可知，复合吸附剂对cos的净化效率在20min内可维持在80%。
51.通过对比6个实施例，可以得出脱除效果最佳的吸附剂制备条件是：焙烧温度800℃，k2co3在吸附剂前驱物中的质量百分比为20%。
52.最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。