CN103341317A - 脱臭剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱臭剂及其制备方法和应用，所述脱臭剂由金属氧化物2-55wt%；碱土化合物5-30wt%；载体10-60wt%；造孔剂1-10wt%；助挤剂2-5wt%；粘结剂2-10wt%制备而成；制备方法为将上述各材料混匀，加适量水，置于挤条机中混捏挤条，于50-200℃干燥，150-450℃焙烧，即得；将其在温度10-100℃，压力0.1-10Mpa，空速为100-10000h^-1的条件下使用。本发明脱臭剂孔容和比表面积大，硫容高，单程硫容纳大于30wt%，COS、硫醇、硫醚和二甲二硫等脱除效率大于90%，同时脱除苯系物和低碳烃类物质；制备方法过程简单、无污染、成本低。

Description

脱臭剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种脱臭剂，特别涉及一种脱臭剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业化进程的不断深入，含硫恶臭气体（如H₂S、COS、CS₂、硫醇、硫醚、二甲二硫等）、苯系物和低碳烃的排放，严重污染环境和危害人体健康。而目前，工业生产对含硫恶臭气体的治理方法有湿法脱硫、生物法脱硫、IVP活性炭吸附脱硫，但湿法脱硫存在动力消耗大，能耗高，控制条件苛刻及产生二次有害物质等缺点；生物法脱硫需要与湿法脱硫相结合，反应周期长，反应条件苛刻，不易操作；IVP活性炭吸附脱硫再生较难，且有废碱液产生。一般情况下将恶臭气先经过湿法脱硫，但恶臭气经湿法脱硫后，仍然会有微量的H₂S、有机硫、烃类和苯系物的存在，其中二甲二硫为最主要的有机硫成分，有时含有CS₂和硫醇、硫醚、噻吩等形态的有机硫。这些有机硫是甲烷化、氨合成等催化剂活性中心中毒而失活的主要原因。大部分工业企业生产出来的常温脱臭剂，存在着成本高，硫容低，硬度差，脱臭效果差等问题。因此要求脱臭剂具有硬度好，硫容高，成本低，气体净化度高，以及常温下脱臭应用范围广、使用方便、安全无害等特点。

发明内容

基于此，本发明提供一种复合型脱臭剂。

解决上述技术问题的具体技术方案如下：

一种脱臭剂，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

所述载体为活性炭；所述活性炭的粒径为100-800目，比表面积大于200m²/g。

在其中一些实施例中，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

在其中一些实施例中，所述活性炭的粒径为500-800目，比表面积为500-1000m²/g。

在其中一些实施例中，所述金属氧化物为CuO、Cu₂O、Fe₂O₃、ZnO、CaO、MgO、TiO₂、Al₂O₃、MnO₂、MoO₃、NiO或Co₂O₃中的1-5种。

在其中一些实施例中，所述碱土化合物为Na₂CO₃、K₂CO₃、NaHCO₃、KHCO₃、NaOH或KOH中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述造孔剂为尿素、PEG-1000、多元羧酸或碳酸氢铵；优选尿素。

在其中一些实施例中，所述助挤剂为焦油、润滑油、石蜡、滑石粉、硬脂酸或田菁粉；优选田菁粉。

在其中一些实施例中，所述粘结剂为水泥、淀粉、铝溶胶、柠檬酸、沥青、聚乙烯醇或CMC；优选CMC。

在其中一些实施例中，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

所述活性炭的粒径为700-800目，比表面积900-1000m²/g。

本发明还提供一种脱臭剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将金属氧化物、碱土化合物、载体、造孔剂、助挤剂和粘结剂混合，得混合物；

（2）在步骤（1）所得的混合物中加水25-50wt%，置于挤条机中混捏、挤条，于50-200℃干燥1-10小时，再于150-450℃焙烧1-6小时，即得；

所述的脱臭剂为黑色柱状，直径为1.5-5mm，比表面积为100-500m²/g，孔容0.25-0.6cm³/g，堆比重为0.5-0.9kg/L，径向耐压强度为40-180N/cm。

上述脱臭剂应用于不同场合的含恶臭物质的空气净化，使用温度为10-100℃，气相体积空速为100-10000h^-1，压力为0.1-10MPa。

本发明的原理为：活性炭具有高的比表面积及良好的物理吸附性能，金属氧化物、碱土化合物与H₂S及有机硫COS、C₂S等可发生化学反应，在微量水蒸气存在的条件下，已发生中和反应的硫离子和含硫离子以及原料废气中的H₂S、CH₃SH等还原性硫不断与废气中的的O₂反应，生成的硫和硫化物沉积在活性炭孔隙中被脱除，而硫醇、硫醚、二甲二硫等有机硫被转化为硫化合物通过物理吸附而除去，本发明的脱臭剂正是利用物理和化学双重吸附达到净化含硫恶臭气体的目的。反应式如下：

MO+H₂S=MS+H₂O(M代表金属)

MO+2RSH=（RS）₂M+H₂O

H₂S+1/2O₂=S+H₂O

本发明所述的一种脱臭剂及其制备方法和应用具有以下优点和有益效果：

（1）本发明所制得的脱臭剂具有较大的孔容和比表面积，良好的净化度和较高的硫容，且脱臭反应快；通入适量空气的情况下，可以部分连续再生，即脱臭反应和再生反应同时进行，并且能提高脱臭效率。

（2）本发明所述的脱臭剂对H₂S脱除精度达0.01ppm以下，该脱臭剂单程硫容纳质量百分数大于30%，对COS、硫醇、硫醚、二甲二硫等有机硫的脱除效率大于90%，同时也能脱除苯系物和低碳烃类物质。

（3）在有氧气氛中，本发明的脱臭剂上基本没有硫化物，若硫化物一旦吸附在表面，会被及时转化为含氧有机物，避免了因硫化物（如FeS）的积累而引起的自燃现象；同时解决了含铁脱硫剂在无氧的条件下使用一段时间后，积累了硫化物，在卸出的时候，因为表面硫化物的氧化而自燃导致***的问题，即本发明的脱臭剂安全性高。

（4）本发明采用干法化学脱硫，所述的制备方法过程简单、无污染、运行过程能耗小、成本低、工艺技术创新以及物理化学吸附双向作用等特点，且产率高达80%以上。

具体实施方式

本发明提供一种脱臭剂安全性好、成本低、净化度高、脱硫效率好，其制备方法简单。用于氧化性气氛如空气中的含硫物质吸附转化，含硫物质在脱臭剂上富集，随即被催化转化为含氧的硫化物，达到脱除臭味的目的。

本发明中所述多元羧酸是指柠檬酸、草酸或酒石酸。

所述CMC是指羧甲基纤维素钠，英文名称为Sodium CarboxymethylCellulose；

所述PEG-1000是指聚乙二醇1000；

以下将结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种脱臭剂，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

金属氧化物为：氧化锌25wt%；

碱土化合物为：氢氧化钠5wt%、碳酸钠5wt%；

载体为：活性炭55wt%，所述活性炭的粒径为120目，比表面积230m²/g；

造孔剂为：草酸3wt%；

助挤剂为：润滑油3wt%；

粘结剂为：CMC4wt%；

所述脱臭剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将上述各材料混合均匀，得混合物；

（2）于混合物中加水35wt%，即加水粉比为35wt%的水，并置于挤条机中混捏、挤条，于80℃条件下干燥6小时，400℃焙烧3小时，即得脱臭剂TC1。

实施例2

一种脱臭剂，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

金属氧化物为：氧化铝10wt%、氧化钙5wt%、氧化锰10wt%、氧化镁10wt%、氧化锌10wt%；

碱土化合物为：氢氧化钾5wt%；

载体为：活性炭30wt%，所述活性炭的粒径为200目，比表面积386m²/g；

造孔剂为：尿素5wt%；

助挤剂为：滑石粉5wt%；

粘结剂为：聚乙烯醇10wt%；

所述脱臭剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将上述各材料混合均匀；

（2）于混合物中加水40wt%，即加水粉比为40wt%的水，并置于挤条机中混捏、挤条，于50℃条件下干燥6小时，350℃焙烧4小时，即得脱臭剂TC2。

实施例3

一种脱臭剂，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

金属氧化物为：二氧化锰10wt%、二氧化钛10wt%、氧化铜10wt%；

碱土化合物为：氢氧化钠5wt%；

载体为：活性炭53wt%，所述活性炭的粒径为400目，比表面积402m²/g；

造孔剂为：碳酸氢铵2wt%；

助挤剂为：焦油2.5wt%；

粘结剂为：水泥7.5wt%；

所述脱臭剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将上述各材料混合均匀；

（2）于混合物中加水50wt%，即加水粉比为50wt%的水，并置于挤条机中混捏、挤条，于110℃干燥1.5小时，250℃焙烧3.5小时，即得脱臭剂TC3。

实施例4

一种脱臭剂，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

金属氧化物为：氧化钙10wt%、氧化镍10wt%、氧化铁5wt%；

碱土化合物为：氢氧化钾15wt%；

载体为：活性炭45wt%；所述活性炭的粒径为500目，比表面积526m²/g；

造孔剂为：PEG-10005wt%；

助挤剂为：硬脂酸3.5wt%；

粘结剂为：淀粉6.5wt%；

所述脱臭剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将上述各材料混合均匀；

（2）于混合物中加水45wt%，即加水粉比为45wt%的水，并置于挤条机中混捏、挤条，于100℃条件下干燥3小时，200℃条件下焙烧2小时，即得脱臭剂TC4。

实施例5

一种脱臭剂，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

金属氧化物为：氧化钙20wt%、氧化镁10wt%；

碱土化合物为：氢氧化钾18wt%；

载体为：活性炭40wt%，所述活性炭的粒径为600目，比表面积680m²/g；

造孔剂为：酒石酸2wt%；

助挤剂为：田菁粉3wt%；

粘结剂为：淀粉7wt%；

所述脱臭剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将上述各材料混合均匀；

（2）于混合物中加水42wt%，即加水粉比为42wt%的水，并置于挤条机中混捏、挤条，于200℃条件下干燥1小时，450℃条件下焙烧3.5小时，即得脱臭剂TC5。

实施例6

一种脱臭剂，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

金属氧化物为：氧化铁25wt%、氧化锌20wt%；

碱土化合物为：碳酸钾10wt%；

载体为：活性炭30wt%，所述活性炭的粒径为800目，比表面积985m²/g；

造孔剂为：尿素5wt%；

助挤剂为：田菁粉5wt%；

粘结剂为：CMC5wt%；

所述脱臭剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将上述各材料混合均匀；

（2）于混合物中加水35wt%，即加水粉比为35wt%的水，并置于挤条机中混捏、挤条，于50℃条件下干燥10小时，250℃条件下焙烧2小时，即得脱臭剂TC6。

实施例7

一种脱臭剂，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

金属氧化物为：二氧化钛30wt%、三氧化二钴10wt%；

碱土化合物为：碳酸氢钠15wt%；

载体为：活性炭30wt%，所述活性炭的粒径为700目，比表面积862m²/g；

造孔剂为：柠檬酸4.5wt%；

助挤剂为：焦油2.5wt%；

粘结剂为：铝溶胶8wt%；

所述脱臭剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将上述各材料混合均匀；

（2）于混合物中加水25wt%，即加水粉比为25wt%的水，并置于挤条机中混捏、挤条，于70℃条件下干燥5小时，300℃条件下焙烧4.5小时，即得脱臭剂TC7。

实施例8硫容评价

一、评价方法

将上述实施例1-7制备得到的脱臭剂，研磨成颗粒（40-60目或20-40目）填充至内径为6mm的1.5mL脱臭固定床内。在温度为10-100℃、压力为0.1-10MPa、体积空速为100-10000h^-1的条件下，含有一定质量浓度的恶臭气体，氮气平衡气，经过该固定床，对脱臭剂的脱臭效果进行评价，所得评价结果见表1和表2。

二、评价结果

表1脱臭剂净化前后效果对比结果

表2脱臭剂实验数据

表1，2可知，所制备的脱臭剂产率高，可达80%以上，孔容、比表面积大，硬度高，脱臭硫容好，有机脱除率达到90%以上，实施例6所制备的脱臭剂具有大的孔容及比表面积，在空速为800h^-1条件下，硫容为60%，进一步表明较大孔容及比表面积的脱臭剂具有高的净化度和硫容，因此脱臭剂TC6为最佳的。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种脱臭剂，其特征在于，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

所述载体为活性炭；所述活性炭的粒径为100-800目，比表面积大于200m²/g。

2.根据权利要求1所述的脱臭剂，其特征在于，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

3.根据权利要求1所述的脱臭剂，其特征在于，所述活性炭的粒径为500-800目，比表面积为500-1000m²/g。

4.根据权利要求1或2所述的脱臭剂，其特征在于，所述金属氧化物为CuO、Cu₂O、Fe₂O₃、ZnO、CaO、MgO、TiO₂、Al₂O₃、MnO₂、MoO₃、NiO或Co₂O₃中的1-5种；所述碱土化合物为Na₂CO₃、K₂CO₃、NaHCO₃、KHCO₃、NaOH或KOH中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的脱臭剂，其特征在于，所述造孔剂为尿素、PEG-1000、多元羧酸或碳酸氢铵。

6.根据权利要求1或2所述的脱臭剂，其特征在于，所述助挤剂为焦油、润滑油、石蜡、滑石粉、硬脂酸或田菁粉。

7.根据权利要求1或2所述的脱臭剂，其特征在于，所述粘结剂为水泥、淀粉、铝溶胶、柠檬酸、沥青、聚乙烯醇或CMC。

8.根据权利要求1所述的脱臭剂，其特征在于，所述脱臭剂由下述重量百分比的材料制备而成：

所述活性炭的粒径为700-800目，比表面积900-1000m²/g。

9.根据权利要求1-8任一项所述脱臭剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将金属氧化物、碱土化合物、载体、造孔剂、助挤剂和粘结剂混匀，得混合物；

（2）在步骤（1）所得的混合物中加水25-50wt%，置于挤条机中混捏、挤条，于50-200℃干燥1-10小时，再于150-450℃焙烧1-6小时，即得。

10.根据权利要求1-8任一项所述的脱臭剂的应用，其特征在于，权利要求1-8所述的脱臭剂在温度为10-100℃，气体体积空速为100-1000h^-1，压力为0.1-10MPa的条件下使用。