專利名稱：一種硫化氫脫硫劑的再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工技術(shù)領(lǐng)域的脫硫劑的再生方法，具體是一種硫化氫脫硫劑的
再生方法。
背景技術(shù)：
硫化氫是一種酸性氣體，具有生物毒性，分散到空氣中可被氧化為二氧化硫造成大氣污染。一種人工多孔材料，由于其內(nèi)部孔道豐富、比表面積大、機(jī)械性能好和壓降低點(diǎn)且造價(jià)低廉，是一種應(yīng)用廣泛的吸附劑，可改性后用于硫化氫的去除。多孔脫硫劑在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛，典型的有潔凈煤技術(shù)(CCT-Clean Coal Technology)中硫化氫的控制，國(guó)外的水廠多用活性炭脫硫劑除臭，多孔脫硫劑使用后，孔道內(nèi)部生成大量的硫單質(zhì)覆蓋催化活性基團(tuán)，導(dǎo)致脫硫劑失活，潔凈煤技術(shù)中的硫化氫常含有副產(chǎn)品萘單質(zhì)，水廠使用的脫硫劑則含有大量潮濕氣體，工業(yè)使用后的廢脫硫劑多數(shù)拋棄處理，為環(huán)境造成巨大的固體廢棄物壓力。現(xiàn)有的技術(shù)主要集中在改性活性炭制備高效脫硫劑上，通過(guò)得到高效的脫硫劑減少固體廢棄物的排放，試圖從源頭上對(duì)廢脫硫劑的減量，但無(wú)法杜絕廢脫硫劑的產(chǎn)生，因而再生廢脫硫劑使之資源化是必要的。多孔脫硫劑在脫硫反應(yīng)中，硫化氫會(huì)被氧化為硫單質(zhì)附著在多孔脫硫劑孔道內(nèi)部覆蓋催化活性基團(tuán)致使脫硫劑失活，故多孔脫硫劑再生的關(guān)鍵是去除覆蓋活性基團(tuán)的硫單質(zhì)?，F(xiàn)有多孔材料的再生技術(shù)主要集中在用于去除揮發(fā)性有機(jī)污染物或水處理脫色中使用的多孔吸附劑上，熱水洗滌再生法(水溫60 80°C)、直接熱再生法(再生溫度50 150°C )是其中較為成熟的技術(shù)，這些再生技術(shù)所適用的范圍具有局限性，其共同特點(diǎn)為多孔材料內(nèi)部的吸附質(zhì)沸點(diǎn)很低，常溫表現(xiàn)為氣體，吸附水平較低且為物理吸附。而硫單質(zhì)物理性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，熔點(diǎn)112. 8°C，沸點(diǎn)444. 6°C，難溶于水，將其加入水中將形成白色懸濁液，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，現(xiàn)有的技術(shù)如熱水洗滌再生法(水溫60 80°C )、直接熱再生法(再生溫度50 150°C )無(wú)法滿足多孔脫硫劑的再生，故針對(duì)多孔脫硫劑再生的技術(shù)方法是必要的。根據(jù)硫單質(zhì)的物理性質(zhì)可知，硫單質(zhì)沸點(diǎn)444. 6°C，高溫去除多孔脫硫劑中的硫單質(zhì)硫單質(zhì)需要較高能耗，經(jīng)濟(jì)成本高；從洗滌再生法角度考慮，關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題是再生介質(zhì) (洗脫液)的選擇，已知易溶于二硫化碳，二硫化碳常溫為液體，故可選作為用于洗滌再生多孔脫硫劑的洗脫液主要成分。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索，尚未發(fā)現(xiàn)以二硫化碳作為洗滌再生法再生多孔脫硫劑的洗脫液主要成分的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硫化氫脫硫劑的再生方法。該方法利用溶劑對(duì)多孔脫硫劑內(nèi)導(dǎo)致脫硫失活的部分(如硫單質(zhì)、萘單質(zhì))的溶解能力，浸泡洗脫這些導(dǎo)致多孔脫硫劑失活的物質(zhì)，使活性炭脫硫劑性能得到恢復(fù)。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明涉及一種硫化氫脫硫劑的再生方法，包括如下步驟a、配制洗脫液；洗脫液以二硫化碳為主要原料，以液態(tài)有機(jī)試劑為稀釋劑，混合、 攪拌，配制洗脫液；b、采用浸泡、淋洗或浸泡-淋洗聯(lián)合的操作方式，使用洗脫液對(duì)廢多孔脫硫劑進(jìn)行洗滌；C、洗滌后的多孔脫硫劑真空抽濾或過(guò)濾、干燥處理，得到再生多孔脫硫劑。優(yōu)選的，步驟a中，所述液態(tài)有機(jī)試劑為酮類或烴類。優(yōu)選的，步驟a中，所述二硫化碳和稀釋劑的體積比為1 0 1 20。優(yōu)選的，步驟b中，所述浸泡具體為取使用后的廢多孔脫硫劑，使用洗脫液對(duì)其做浸沒(méi)處理，容器密閉，浸泡一定時(shí)間；所述淋洗具體為將使用后的廢多孔脫硫劑放入淋洗裝置，使用洗脫液對(duì)其進(jìn)行淋洗；所述浸泡-淋洗聯(lián)合具體為將使用后的廢多孔脫硫劑放入淋洗裝置，底端封閉，加入洗脫液浸沒(méi)廢多孔脫硫劑，容器密閉，浸泡一定時(shí)間后，打開(kāi)密封的淋洗裝置，對(duì)內(nèi)部浸泡過(guò)的多孔脫硫劑進(jìn)行淋洗操作。優(yōu)選的，所述浸泡操作中的浸泡時(shí)間為IOmin以上；優(yōu)選的，所述淋洗操作中的每克廢多孔脫硫劑的淋洗脫液的流速為10 500ml/
mirio優(yōu)選的，所述淋洗操作中的淋洗時(shí)間為5min以上。優(yōu)選的，所述淋洗操作中的淋洗廢多孔脫硫劑后的洗脫液可收集并循環(huán)使用至洗脫液中硫單質(zhì)濃度穩(wěn)定。優(yōu)選的，所述浸泡-淋洗聯(lián)合操作中浸泡階段的浸泡時(shí)間為5min以上。優(yōu)選的，所述浸泡-淋洗聯(lián)合操作中淋洗階段每克廢多孔脫硫劑的淋洗脫液的流速為 10 500ml/min。優(yōu)選的，所述浸泡-淋洗聯(lián)合操作中淋洗廢多孔脫硫劑后的洗脫液可收集并循環(huán)使用至洗脫液中硫單質(zhì)濃度穩(wěn)定。優(yōu)選的，所述浸泡-淋洗聯(lián)合操作中浸泡和淋洗可多次循環(huán)進(jìn)行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果1、本發(fā)明方法再生的多孔脫硫劑的脫硫性能均有恢復(fù)，脫硫精度可達(dá)到未使用的多孔脫硫劑水平，飽和硫容可達(dá)到未使用多孔脫硫劑的8 78%。2、本發(fā)明的再生方法適用于用于煤氣、合成氣、廢氣等含硫化氫成分脫除的活性炭、介孔材料(如MCM-41、SBA-15)等多孔脫硫劑的再生。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。現(xiàn)有的多孔脫硫劑多為活性炭脫硫劑，其本質(zhì)為負(fù)載有催化活性基團(tuán)的活性炭， 在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，飽和硫容可達(dá)200mg/g活性炭脫硫劑；除此之外還有其他負(fù)載有活化活性基團(tuán)的多孔材料，以介孔材料為基底的多孔脫硫劑典型如納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，飽和硫容可達(dá)366mg/g介孔脫硫劑。本發(fā)明的實(shí)施例中采用寶鋼E塔取出的廢活性炭脫硫劑和納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑作為再生原料。再生后的多孔脫硫劑的脫硫活性通過(guò)使用如下所述的穿透能力和飽和硫容測(cè)定方法進(jìn)行評(píng)估。取適量再生后多孔脫硫劑裝填于U型玻璃管柱中。脫硫反應(yīng)前，將所再生后的多孔脫硫劑在120°C條件下烘干至恒重，去除再生后保存期間材料表面吸附的多余的潮氣等雜質(zhì)，然后將硫化氫氣體在氣體混合瓶中與氮?dú)鈴?fù)配后通入玻璃管柱中多孔脫硫劑層，當(dāng)出口硫化氫濃度達(dá)到IOppm時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束。實(shí)施例1取20g使用后的廢活性炭脫硫劑，裝入可封口的密閉容器，使用二硫化碳純?cè)噭┳鳛橄疵撘?二硫化碳與稀釋劑的體積比為1 0)，對(duì)廢活性炭脫硫劑進(jìn)行浸沒(méi)處理并靜置120min，將洗脫液和活性炭脫硫劑過(guò)濾分離，將分離出的活性炭脫硫劑在100°C條件下
干燥至恒重。以上述方法再生的活性炭脫硫劑，飽和硫容可達(dá)19mg/g脫硫劑，再生后飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的8%。實(shí)施例2取20g使用后的廢活性炭脫硫劑，裝入淋洗裝置(可兩端密封的直型玻璃管，長(zhǎng) 100mm,內(nèi)徑20mm，單側(cè)金屬網(wǎng)封口)，使用二硫化碳和丙酮混合液作為洗脫液(二硫化碳與丙酮釋劑的體積比為1 5)，對(duì)廢脫硫劑進(jìn)行淋洗，淋洗脫液?jiǎn)未问褂茫后w流速為500ml/ min，淋洗時(shí)間5min。將洗脫液和活性炭脫硫劑真空抽濾分離，將分離出的活性炭脫硫劑在 100°C條件下干燥至恒重。以上述方法再生的活性炭脫硫劑，飽和硫容可達(dá)133mg/g脫硫劑，再生后飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的56%。實(shí)施例3取20g使用后的廢活性炭脫硫劑，裝入淋洗裝置(可兩端密封的直型玻璃管，長(zhǎng) 100mm,內(nèi)徑20mm，單側(cè)金屬網(wǎng)封口)，使用二硫化碳和環(huán)己烷混合液作為洗脫液(二硫化碳與環(huán)己烷的體積比為1 3)，對(duì)廢脫硫劑進(jìn)行浸泡-淋洗，循環(huán)三次，單循環(huán)中浸泡時(shí)間 5min,淋洗速度500ml/min，淋洗時(shí)間5min，淋洗脫液循環(huán)使用。將洗脫液和活性炭脫硫劑真空過(guò)濾分離，將分離出的活性炭脫硫劑在100°C條件下干燥至恒重。以上述方法再生的活性炭脫硫劑，飽和硫容可達(dá)151mg/g脫硫劑，再生后飽和硫容為新鮮脫硫劑飽和硫容的68%。實(shí)施例4取5g使用后的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，裝入可封口的密閉容器，使用二硫化碳純?cè)噭┳鳛橄疵撘?二硫化碳與稀釋劑的體積比為1 0)，對(duì)納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑進(jìn)行浸沒(méi)處理并靜置60min，將洗脫液和納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑過(guò)濾分離，將分離出的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑在100 V條件下干燥至恒重。以上述方法再生的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，飽和硫容可達(dá)55mg/g脫硫劑， 再生后飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的15%。實(shí)施例5取5g使用后的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，裝入淋洗裝置(可兩端密封的直型玻璃管，長(zhǎng)100mm，內(nèi)徑8mm，單側(cè)金屬網(wǎng)封口)，使用二硫化碳和四氯甲烷混合液作為洗脫液(二硫化碳與四氯甲烷釋劑的體積比為1 5)，對(duì)廢脫硫劑進(jìn)行淋洗，淋洗脫液?jiǎn)未问褂?，液體流速為lOOml/min，淋洗時(shí)間30min。將洗脫液和納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑真空抽濾分離，將分離出的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑在100°C條件下干燥至恒重。以上述方法再生的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，飽和硫容可達(dá)27;3mg/g脫硫劑，再生后飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的75%。實(shí)施例6取5g使用后的廢納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，裝入淋洗裝置(可兩端密封的直型玻璃管，長(zhǎng)100mm，內(nèi)徑8mm，單側(cè)金屬網(wǎng)封口)，使用二硫化碳和環(huán)己烷混合液作為洗脫液(二硫化碳與環(huán)己烷的體積比為1 3)，對(duì)廢脫硫劑進(jìn)行浸泡-淋洗，循環(huán)三次，單循環(huán)中浸泡時(shí)間lOmin，淋洗速度lOml/min，淋洗時(shí)間5min，淋洗脫液循環(huán)使用。將洗脫液和納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑真空過(guò)濾分離，將分離出的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑在 100°C條件下干燥至恒重。以上述方法再生的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，飽和硫容可達(dá)觀6!^/^脫硫劑，再生后飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的78%。實(shí)施例7取20g使用后的廢活性炭脫硫劑，裝入淋洗裝置(可兩端密封的直型玻璃管，長(zhǎng) IOOmm,內(nèi)徑20mm，單側(cè)金屬網(wǎng)封口)，使用二硫化碳、環(huán)己烷和丙酮混合液作為洗脫液(二硫化碳與環(huán)己烷、丙酮的體積比為1 2 2)，對(duì)廢脫硫劑進(jìn)行浸泡-淋洗，循環(huán)三次，單循環(huán)中浸泡時(shí)間8min，淋洗速度200ml/min，淋洗時(shí)間20min，淋洗脫液循環(huán)使用。將洗脫液和活性炭脫硫劑真空過(guò)濾分離，將分離出的活性炭脫硫劑在100°C條件下干燥至恒重。以上述方法再生的活性炭脫硫劑，飽和硫容可達(dá)115mg/g脫硫劑，再生后飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的52%。實(shí)施例8取5g使用后的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，裝入可封口的密閉容器，使用二硫化碳和苯的混合液為洗脫液(二硫化碳與苯的體積比為1 20)，對(duì)納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑進(jìn)行浸沒(méi)處理并靜置lOmin，將洗脫液和納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑過(guò)濾分離，將分離出的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑在100 V條件下干燥至恒重。以上述方法再生的納米鋯鐵基氧化物介孔脫硫劑，飽和硫容可達(dá)Mmg/g脫硫劑， 再生后飽和硫容為未使用脫硫劑飽和硫容的15%。在上述實(shí)施例2、5中，淋洗操作中的淋洗廢多孔脫硫劑后的洗脫液可收集并循環(huán)使用至洗脫液中硫單質(zhì)濃度穩(wěn)定；在上述實(shí)施例3、6、7中，浸泡-淋洗聯(lián)合操作中淋洗廢多孔脫硫劑后的洗脫液可收集并循環(huán)使用至洗脫液中硫單質(zhì)濃度穩(wěn)定，且浸泡和淋洗可多次循環(huán)進(jìn)行。由上述實(shí)施例可知，經(jīng)本發(fā)明方法再生的多孔脫硫劑的脫硫性能均有恢復(fù)，脫硫精度可達(dá)到未使用的多孔脫硫劑水平。此外，由實(shí)施例1與實(shí)施例2、3，實(shí)施例4與實(shí)施例 5、6、7、8的結(jié)果對(duì)比，可知洗脫液中加入稀釋劑后洗滌再生得到的多孔脫硫劑飽和硫容多數(shù)可以得到更好的恢復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，包括如下步驟a、配制洗脫液；洗脫液以二硫化碳為主要原料，以液態(tài)有機(jī)試劑為稀釋劑，混合、攪拌， 配制洗脫液；b、采用浸泡、淋洗或浸泡-淋洗聯(lián)合的操作方式，使用洗脫液對(duì)廢多孔脫硫劑進(jìn)行洗滌；C、洗滌后的多孔脫硫劑真空抽濾或過(guò)濾、干燥處理，得到再生多孔脫硫劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，步驟a中，所述液態(tài)有機(jī)試劑為酮類或烴類。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，步驟a中，所述二硫化碳和稀釋劑的體積比為1 0 1 20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，步驟 b中，所述浸泡具體為取使用后的廢多孔脫硫劑，使用洗脫液對(duì)其做浸沒(méi)處理，容器密閉， 浸泡一定時(shí)間；所述淋洗具體為將使用后的廢多孔脫硫劑放入淋洗裝置，使用洗脫液對(duì)其進(jìn)行淋洗；所述浸泡-淋洗聯(lián)合具體為將使用后的廢多孔脫硫劑放入淋洗裝置，底端封閉，加入洗脫液浸沒(méi)廢多孔脫硫劑，容器密閉，浸泡一定時(shí)間后，打開(kāi)密封的淋洗裝置，對(duì)內(nèi)部浸泡過(guò)的多孔脫硫劑進(jìn)行淋洗操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，所述浸泡操作中的浸泡時(shí)間為IOmin以上；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，所述淋洗操作中的每克廢多孔脫硫劑的淋洗脫液的流速為10 500ml/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，所述淋洗操作中的淋洗時(shí)間為5min以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，所述淋洗操作中的淋洗廢多孔脫硫劑后的洗脫液可收集并循環(huán)使用至洗脫液中硫單質(zhì)濃度穩(wěn)定。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，所述浸泡-淋洗聯(lián)合操作中浸泡階段的浸泡時(shí)間為5min以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，所述浸泡-淋洗聯(lián)合操作中淋洗階段每克廢多孔脫硫劑的淋洗脫液的流速為10 500ml/min。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，所述浸泡-淋洗聯(lián)合操作中淋洗廢多孔脫硫劑后的洗脫液可收集并循環(huán)使用至洗脫液中硫單質(zhì)濃度穩(wěn)定。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硫化氫脫硫劑的再生方法，其特征在于，所述浸泡-淋洗聯(lián)合操作中浸泡和淋洗可多次循環(huán)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硫化氫脫硫劑的再生方法，包括如下步驟a、配制洗脫液；洗脫液以二硫化碳為主要原料，以液態(tài)有機(jī)試劑為稀釋劑，混合、攪拌，配制洗脫液；b、采用浸泡、淋洗或浸泡-淋洗聯(lián)合的操作方式，使用洗脫液對(duì)廢多孔脫硫劑進(jìn)行洗滌；c、洗滌后的多孔脫硫劑真空抽濾或過(guò)濾、干燥處理，得到再生多孔脫硫劑。本發(fā)明方法利用溶劑對(duì)多孔脫硫劑內(nèi)導(dǎo)致脫硫失活的部分的溶解能力，浸泡洗脫這些導(dǎo)致多孔脫硫劑失活的物質(zhì)，使活性炭脫硫劑性能得到恢復(fù)。
文檔編號(hào)B01J20/20GK102489278SQ20111036096
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者孫同華, 張宏波, 楊學(xué)麗, 沈亞飛, 賈金平 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)