最新一种具有指示功能的高效脱硫剂及其制备方法与流程

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本发明涉及硫化氢处理
技术领域
,特别是涉及一种具有指示功能的高效脱硫剂及其制备方法。
背景技术
:硫化氢(h2s)是一种高毒、无色透明的气体,比空气重,低浓度硫化氢具有一种类似臭鸡蛋的气味;高含量时嗅觉神经很快被麻痹,无气味,难发觉,吸入少量高浓度硫化氢可短时间致命。空气中硫化氢的含量超过1.5ppm时,就能造成人死亡。硫化氢普遍存在于采矿、金属冶炼、含硫石油天然气开采、提炼,橡胶、制革等行业。硫化氢中毒死亡率高,事故多具突发性和群体性,一旦发生泄漏事故将严重威胁人员安全,并且次生灾害影响大,将严重污染附近空气,破坏生态环境。随着高含量油气田大规模开采和高含硫原油加工量日益增多,硫化氢更已渗透到了石油石化产业的每一个角落。目前国内对硫化氢脱除研究主要集中在工业脱硫方面,应对硫化氢气体的泄漏主要采用水喷淋、强制风驱散、碱液吸收等方法。水喷淋会产生大量含硫化氢废水,强制风驱散也依然会存在硫化氢的威胁。近年来有除硫剂、脱硫剂或硫化氢捕消剂方面的研究,主要是通过碱性化合物(如碳酸锌、硫酸铜、高锰酸钾、碳酸钠、硅酸钠、氧化锌、氧化铁等)与硫化氢发生沉淀反应及物理吸附的方式,将硫化氢转变为一种稳定的惰性物质。但上述碱性物质存在脱硫效率低、吸收效果差的问题,且还存在以下问题:碳酸锌在ph较低时会使硫化氢再生;氧化铁遇水粉化,在还原气氛中,较高温度下发生积碳反应;硫酸铜与硫化氢反应生成硫酸,容易造成二次伤害;高锰酸钾为强氧化剂,会对环境造成二次伤害,且反应后生成水,清理废物困难。另外,现有的脱硫剂还存在无法判断是否彻底清除了硫化氢的缺点,如果脱硫剂使用过量容易造成浪费,反之若清除不彻底,则容易对设备及人员造成伤害。技术实现要素:鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种具有指示功能的高效脱硫剂及其制备方法,用于解决现有技术中脱硫剂脱硫效率低、吸收效果差、无法判断是否彻底清除硫化氢等问题。为实现上述目的及其他相关目的,本发明一方面提供一种具有指示功能的高效脱硫剂,所述脱硫剂包括以下重量份数的组份:碱性化合物10-60份,碱式碳酸铜20-50份,纳米粉末10-30份,表面改性剂0-25份,所述碱性化合物不包括碱式碳酸铜;和/或,所述脱硫剂包括以下重量份数的组份:碱式碳酸铜30-110份,纳米粉末10-30份,表面改性剂0-25份。可选地,所述脱硫剂还包括以下重量份数的组份:活性炭5-10份,硅藻土5-10份。可选地,所述碱性化合物选自碳酸锌、碱式碳酸锌、碳酸钠、硅酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙中的至少一种。可选地,所述纳米粉末选自纳米氧化镁、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米二氧化钛中的至少一种。可选地,所述表面改性剂选自氨基硅油、硅烷偶联剂hd110、硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh570、水溶性硅油、丙酮、乙醇中的至少一种。可选地,所述纳米粉末的粒度为100-300纳米。可选地,所述脱硫剂还包括以下重量份数的组份:疏水剂2-8份,分散剂2-10份。可选地,所述疏水剂选自甲基硅酸钾、气相二氧化硅中的至少一种。可选地,所述分散剂选自聚羧酸盐分散剂、烷基萘磺酸盐、聚丙烯酸钠中的至少一种。可选地,所述脱硫剂为粉末状固体,粒度为100-1500纳米,优选为500-1000纳米。可选地,所述脱硫剂的饱和溶液的ph≥11,优选为12。本发明另一方面提供一种上述的具有指示功能的高效脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:(1)将碱性化合物和碱式碳酸铜加入水中,搅拌分散得碱性化合物分散体系;将纳米粉末溶于水中,并加入部分表面改性剂,搅拌均匀后,再超声分散得纳米粉末分散体系;(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米粉末分散体系依次加入水中,搅拌均匀,最后加入剩余的表面改性剂,搅拌反应至粘稠状,最后烘干、冷却、研磨得到所述脱硫剂;其中,当脱硫剂还包括疏水剂和/或分散剂时,在步骤(1)的碱性化合物分散体系加入疏水剂和/或分散剂;当脱硫剂还包括活性炭和/或硅藻土时,在步骤(2)中,碱性化合物分散体系和纳米粉末分散体系搅拌均匀后,先依次加入活性炭和/或硅藻土,搅拌均匀后再加入表面改性剂。可选地,步骤(1)中,用于分散碱性化合物的水初始温度为10-30℃,用于分散纳米粉末的水初始温度为50-60℃,超声分散的水温为50-70℃。可选地,步骤(1)中,超声分散的时间为1-2小时。可选地,步骤(2)中,碱性化合物分散体系和纳米粉末分散体系的搅拌温度为10-90℃,搅拌时间为30-90min。可选地,步骤(2)中,烘干温度为80-110℃,烘干时间为5-24小时。可选地,将步骤(2)得到的脱硫剂粉碎成粒度为100-1500纳米的粉末。如上所述,本发明的具有指示功能的高效脱硫剂及其制备方法,具有以下有益效果:本发明的脱硫剂配方中添加了一定量的碱式碳酸铜后,脱硫剂与硫化氢反应后会生成黑色物质(硫化铜),可用作指示剂,判断是否完全清除了硫化氢;本配方中采用了纳米粉末,同时将纳米粉末经超声分散处理后,其比表面积增大,可有效提高脱硫剂与硫化氢反应效率,提高吸收效果;本配方还加入了硅藻土和活性炭,可大大提升硫化氢的吸收处理率;使用疏水剂,可有效改善碱性化合物(碱式碳酸锌等)易吸水的缺陷;另外,添加分散剂有利于促进碱性化合物的ph值的调节,并提高最终成品在空气中的悬浮效果。综上所述,本发明提供了一种带指示功能的高效脱硫剂,采用纳米技术,制备得到比表面积较大的脱硫剂粉末,使之与硫化氢反应更加彻底,吸收效率更高,通过增加指示剂可控制脱硫剂最终用量,实现用量可控,解决了现有技术中脱硫效率低、吸收效果较差、且无法判断是否彻底清除的问题。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。本发明提供第一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碱性化合物10-60份,碱式碳酸铜20-50份,纳米粉末10-30份,表面改性剂0-25份,所述碱性化合物不包括碱式碳酸铜。本发明提供第二种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碱式碳酸铜30-110份,纳米粉末10-30份,表面改性剂0-25份。进一步,上述两种脱硫剂还包括以下重量份数的组份:活性炭5-10份,硅藻土5-10份,疏水剂2-8份,分散剂2-10份。其中,碱性化合物选自碳酸锌、碱式碳酸锌、碳酸钠、硅酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙中的至少一种。其中,所述纳米粉末选自纳米氧化镁、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米二氧化钛中的至少一种。纳米粉末的粒度为100-300纳米,以下实施例中所采用的纳米纳米氧化镁和纳米氧化锌的粒度为100纳米,纳米氧化铝的粒度为300纳米,纳米二氧化钛的粒度为200纳米。其中,所述表面改性剂选自氨基硅油、硅烷偶联剂hd110、硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh570、水溶性硅油、丙酮、乙醇中的至少一种;当表面改性剂选自氨基硅油、硅烷偶联剂hd110、硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh570、水溶性硅油中的至少一种时,制得的脱硫剂中含5-25份表面改性剂;当表面改性剂选自丙酮、乙醇中的至少一种时,丙醇和乙醇会在烘干过程中挥发,制得的脱硫剂中不含表面改性剂。以下实施例中的硅烷偶联剂选用的是kh550,另外两种硅烷偶联剂hd110、kh570的效果与kh550相同。本发明中,表面改性剂的主要作用一是对无机粉体表面进行改性,将纳米粉末、活性炭等无机成分进行偶联,形成无机/无机复合材料,实现表面改性,提高脱硫剂的对硫化氢的吸附能力;二作为分散助剂,提高无机粉体在溶剂中的分散性,促进难溶于水中的无机固体粉末特别是纳米粉末稳定均匀地悬浮分散于水中,缩短分散时间,防止固体粉末颗粒沉降和凝聚,并进一步促进无机成分之间的偶联反应。其中,疏水剂选自甲基硅酸钾、气相二氧化硅中的至少一种。其中,分散剂选自聚羧酸盐分散剂、烷基萘磺酸盐、聚丙烯酸钠中的至少一种。本发明中脱硫剂的制备方法包括如下步骤:(1)将碱性化合物和碱式碳酸铜加入在初始温度为10-30℃的水中,加入分散剂和疏水剂,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米粉末加入于初始温度为50-60℃的水中,并加入适量表面改性剂,搅拌1-2小时后,在50-70℃温度下超声分散1-2小时,得纳米粉末分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米粉末分散体系依次加入水中,在10-90℃下混合搅拌30-90min,再依次加入活性炭和硅藻土,继续搅拌60-90min,最后加入剩余的表面改性剂,在50-70℃条件下搅拌反应至粘稠状,在80~110℃条件下烘干5~24h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为100-1500纳米的粉末。本发明中的脱硫剂的使用方法为:可使用喷射装置(其结构原理类似于干粉灭火器)将脱硫剂粉末喷撒在发生硫化氢泄漏的环境中,也可直接将脱硫剂粉末喷撒在发生硫化氢泄漏的环境中,当然,前者使用效果更佳。根据上述方法制备脱硫剂,具体实施过程如下:实施例1一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碱式碳酸锌20份,碱式碳酸铜20份,纳米二氧化钛20份,硅烷偶联剂kh55020份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将碱式碳酸锌和碱式碳酸铜加入初始温度为20℃的水中,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米二氧化钛加入初始温度为60℃的水中,并加入2份硅烷偶联剂kh550,搅拌2小时后,在70℃温度下超声分散2小时,得纳米二氧化钛分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米二氧化钛分散体系依次加入水中,在60℃下混合搅拌90min,最后加入剩余的硅烷偶联剂kh550,在70℃条件下搅拌反应至粘稠状,在110℃条件下烘干20h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为600纳米的粉末。实施例2一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碳酸锌10份,碱式碳酸铜20份,纳米氧化锌10份,硅烷偶联剂kh5505份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将碳酸锌和碱式碳酸铜加入初始温度为30℃水中,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化锌加入初始温度为50℃水中,并加入2份硅烷偶联剂kh550,搅拌2小时后,再60℃温度下超声分散2小时,得纳米氧化锌分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米氧化锌分散体系依次加入水中,在80℃下混合搅拌60min,最后加入剩余的硅烷偶联剂kh550,在70℃条件下搅拌反应至粘稠状,在110℃条件下烘干20h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为1500纳米的粉末。实施例3一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碳酸钠10份,碱式碳酸铜40份,纳米氧化镁30份,氨基硅油20份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将碳酸钠和碱式碳酸铜加入初始温度为10℃的水中,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化镁加入初始温度为50℃的水中,并加入10份氨基硅油,搅拌2小时后,在50℃温度下超声分散1小时,得纳米氧化镁分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米氧化镁分散体系依次加入水中,在60℃下混合搅拌60min,最后加入剩余的氨基硅油,在50℃条件下搅拌反应至粘稠状,在80℃条件下烘干15h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为100纳米的粉末。实施例4一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碱式碳酸铜30份,纳米氧化铝10份,硅烷偶联剂kh55020份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将碱式碳酸铜加入初始温度为30℃的水中,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化铝加入初始温度为60℃的水中,并加入10份硅烷偶联剂kh550,搅拌2小时后,在60℃温度下超声分散1小时,得纳米氧化铝分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性碳酸铜分散体系和纳米氧化铝分散体系依次加入水中,在50℃下混合搅拌60min,最后加入剩余的表面改性剂,在70℃条件下搅拌反应至粘稠状,在100℃条件下烘干6h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为300纳米的粉末。实施例5一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:氢氧化钙60份,碱式碳酸铜50份,纳米二氧化钛10份,丙酮25份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将氢氧化钙和碱式碳酸铜加入初始温度为20℃的水中,搅拌均匀得氢氧化钙分散体系,备用;将纳米二氧化钛加入初始温度为60℃的水中,并加入10份丙酮,搅拌1小时后,在50℃温度下超声分散1-2小时,得纳米二氧化钛分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的氢氧化钙分散体系和纳米二氧化钛分散体系依次加入水中,在50℃下混合搅拌30min,最后加入剩余的丙酮,在50℃条件下搅拌反应至粘稠状,在100℃条件下烘干5h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为1000纳米的粉末。实施例6一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碱式碳酸锌20份,碱式碳酸铜45份,氢氧化钠10份,纳米氧化锌20份,硅烷偶联剂kh55025份,活性炭5份,硅藻土5份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将碱式碳酸锌、氢氧化钠和碱式碳酸铜加入初始温度为30℃的水中,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化锌加入初始温度为60℃的水中,并加入10份硅烷偶联剂kh550,搅拌1小时后,在60℃温度下超声分散2小时,得纳米氧化锌分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米氧化锌分散体系依次加入水中,在60℃下混合搅拌60min,再依次加入活性炭和硅藻土,继续搅拌90min,最后加入剩余的硅烷偶联剂kh550,在60℃条件下搅拌反应至粘稠状,在110℃条件下烘干20h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为800纳米的粉末。实施例7一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碳酸锌20份,碱式碳酸铜30份,纳米二氧化钛20份,氨基硅油25份,活性炭10份,硅藻土10份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将碳酸锌和碱式碳酸铜加入初始温度为30℃的水中,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米二氧化钛加入初始温度为60℃的水中,并加入10份氨基硅油,搅拌2小时后,在70℃温度下超声分散2小时,得纳米二氧化钛分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米二氧化钛分散体系依次加入水中,在90℃下混合搅拌60min,再依次加入活性炭和硅藻土,继续搅拌90min,最后加入剩余的氨基硅油,在70℃条件下搅拌反应至粘稠状,在110℃条件下烘干20h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为800纳米的粉末。实施例8一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:硅酸钠60份,碱式碳酸铜30份,纳米氧化镁30份,水溶性硅油25份,活性炭8份,硅藻土6份。本实施例中的硅酸钠为固态硅酸钠,分子式为na2o·nsio2,模数n为3.4,可溶固体(ω/%≥99.0);除此之外,也可以采用模数为2.2-3.6、可溶固体ω/%≥95.0的固态硅酸钠na2o·nsio2,效果与固态硅酸钠na2o·nsio2(n=3.4)相同。上述脱硫剂制备方法为:(1)将硅酸钠和碱式碳酸铜加入初始温度为30℃水的中,加入分散剂和疏水剂,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化镁加入初始温度为60℃的水中,并加入10份水溶性硅油,搅拌2小时后,在60℃温度下超声分散2小时,得纳米氧化镁分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米氧化镁分散体系依次加入水中,在90℃下混合搅拌60min,再依次加入活性炭和硅藻土,继续搅拌90min,最后加入剩余的水溶性硅油,在60℃条件下搅拌反应至粘稠状,在100℃条件下烘干15h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为800纳米的粉末。实施例9一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:氢氧化钾10份,碱式碳酸铜25份,纳米氧化锌10份,丙酮20份,活性炭6份,硅藻土8份,气相二氧化硅2份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将氢氧化钾和碱式碳酸铜加入初始温度为30℃的水中,加入气相二氧化硅,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化锌加入初始温度为60℃的水中,并加入10份丙酮,搅拌2小时后,在50℃温度下超声分散1小时,得纳米氧化锌分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米氧化锌分散体系依次加入水中,在25℃下混合搅拌30min,再依次加入活性炭和硅藻土,继续搅拌60min,最后加入剩余的丙酮,在50℃条件下搅拌反应至粘稠状,在90℃条件下烘干6h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为800纳米的粉末。实施例10一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:氢氧化钙45份,碱式碳酸铜50份,纳米氧化铝25份,乙醇25份,活性炭5份,硅藻土5份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将氢氧化钙和碱式碳酸铜加入初始温度为30℃的水中,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化铝加入初始温度为50-60℃的水中,并加入10份乙醇,搅拌1小时后,在50℃温度下超声分散1小时,得纳米氧化铝分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米氧化铝分散体系依次加入水中,在10℃下混合搅拌30min,再依次加入活性炭和硅藻土,继续搅拌60min,最后加入剩余的乙醇,在50℃条件下搅拌反应至粘稠状,在80℃条件下烘干8h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为800纳米的粉末。实施例11一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碱式碳酸锌20份,碱式碳酸铜20份,纳米二氧化钛20份,硅烷偶联剂kh55020份,甲基硅酸钾8份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将碱式碳酸锌和碱式碳酸铜加入初始温度为20℃的水中,加入甲基硅酸钾,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米二氧化钛加入初始温度为60℃的水中,并加入10份硅烷偶联剂kh550,搅拌2小时后,在70℃温度下超声分散2小时,得纳米二氧化钛分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米二氧化钛分散体系依次加入水中,在60℃下混合搅拌90min,最后加入剩余的硅烷偶联剂kh550,在70℃条件下搅拌反应至粘稠状,在110℃条件下烘干20h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为600纳米的粉末。实施例12一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碱式碳酸锌20份,碱式碳酸铜45份,氢氧化钠10份,纳米氧化锌20份,硅烷偶联剂kh55025份,活性炭5份,硅藻土5份,气相二氧化硅2份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将碱式碳酸锌、氢氧化钠和碱式碳酸铜加入初始温度为30℃的水中,加入气相二氧化硅,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化锌加入初始温度为60℃的水中,并加入10份硅烷偶联剂kh550,搅拌1小时后,在60℃温度下超声分散2小时,得纳米氧化锌分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米氧化锌分散体系依次加入水中,在60℃下混合搅拌60min,再依次加入活性炭和硅藻土,继续搅拌90min,最后加入剩余的硅烷偶联剂kh550,在60℃条件下搅拌反应至粘稠状,在110℃条件下烘干20h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为800纳米的粉末。实施例13一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碱式碳酸锌20份,烷基萘磺酸盐6份,碱式碳酸铜45份,氢氧化钠10份,纳米氧化锌20份,硅烷偶联剂kh55025份,活性炭5份,硅藻土5份。上述脱硫剂的制备方法为:(1)将碱式碳酸锌、氢氧化钠和碱式碳酸铜加入初始温度为30℃的水中,加入烷基萘磺酸盐,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化锌加入初始温度为60℃的水中,并加入10份硅烷偶联剂kh550,搅拌1小时后,在60℃温度下超声分散2小时,得纳米氧化锌分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米氧化锌分散体系依次加入水中,在60℃下混合搅拌60min,再依次加入活性炭和硅藻土,继续搅拌90min,最后加入剩余的硅烷偶联剂kh550,在60℃条件下搅拌反应至粘稠状,在110℃条件下烘干20h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为800纳米的粉末。实施例14一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碱式碳酸锌20份,聚羧酸盐分散剂10份,碱式碳酸铜20份,纳米氧化锌20份,硅烷偶联剂kh55025份,活性炭5份,硅藻土5份,气相二氧化硅8份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将碱式碳酸锌和碱式碳酸铜加入初始温度为30℃的水中,加入聚羧酸盐分散剂和气相二氧化硅,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化锌加入初始温度为60℃的水中,并加入10份硅烷偶联剂kh550,搅拌2小时后,在70℃温度下超声分散2小时,得纳米氧化锌分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米氧化锌分散体系依次加入水中,在60℃下混合搅拌60min,再依次加入活性炭和硅藻土,继续搅拌60min,最后加入剩余的硅烷偶联剂kh550,在60℃条件下搅拌反应至粘稠状,在110℃条件下烘干20h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为800纳米的粉末。实施例15一种具有指示功能的高效脱硫剂,包括以下重量份数的组份:碱式碳酸锌20份,聚丙烯酸钠2份,碱式碳酸铜20份,纳米氧化锌20份,硅烷偶联剂kh55025份,活性炭5份,硅藻土5份,甲基硅酸钾6份。上述脱硫剂制备方法为:(1)将碱式碳酸锌和碱式碳酸铜加入初始温度为30℃的水中,加入聚丙烯酸钠和甲基硅酸钾,搅拌均匀得碱性化合物分散体系,备用;将纳米氧化锌加入初始温度为60℃的水中,并加入10份硅烷偶联剂kh550,搅拌2小时后,在70℃温度下超声分散2小时,得纳米氧化锌分散体系,备用。(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米氧化锌分散体系依次加入水中,在60℃下混合搅拌90min,再依次加入活性炭和硅藻土,继续搅拌60min,最后加入剩余的硅烷偶联剂kh550,在70℃条件下搅拌反应至粘稠状,在100℃条件下烘干20h,冷却至室温后得到所述脱硫剂。(3)使用粉碎机将脱硫剂粉碎、研磨为粒度为800纳米的粉末。对比例1本对比例中的脱硫剂与实施例1中的脱硫剂配方和制备方法基本相同,不同之处在于,未添加碱式碳酸铜。对比例2本对比例中的脱硫剂与实施例6中的脱硫剂配方和制备方法基本相同,不同之处在于,未添加硅藻土。对比例3本对比例中的脱硫剂与实施例6中的脱硫剂配方和制备方法基本相同,不同之处在于,未添加活性炭。对比例4本对比例中的脱硫剂与实施例6中的脱硫剂配方和制备方法基本相同,不同之处在于,未添加活性炭和硅藻土。对比例5本对比例中的脱硫剂与实施例6中的脱硫剂配方和制备方法基本相同,不同之处在于,采用粒度为100微米的二氧化钛。性能检测实验1、测量实施例1-13、对比例1-5中的脱硫剂产品的粒度,结果如表1所示。2、将实施例1-13、对比例1-5中的脱硫剂配制成饱和溶液,用ph计测量其饱和溶液ph值,结果如表1所示。3、含水率测量方法:称取一定量的脱硫剂样品,经105-108℃烘干后失去的水分与样品总质量的比值,结果如表1所示。4、参考标准《q/shcg122-2017固体脱硫剂技术要求》中的捕消效率实验方法,采用穿透硫容检测装置,取重量为m的捕消剂填充于反应管脱硫剂段4内,称量总管重为m1,通入硫化氢气体至反应完毕,称量总管重为m2。捕消效率x计算如下:x=[(m2−m1)/m]×100%。根据上述捕消效率实验方法检测实施例1-13、对比例1-5中的脱硫剂对硫化氢的捕消效率,结果如表1所示。表1检测项目产品粒度/μm饱和溶液ph值/(25℃)含水率/%硫化氢捕消效率x/%标准要求≤1.5≥11≤3≥95实施例11.311.862.198.2实施例21.011.232.198.0实施例31.211.562.398.6实施例41.411.382.597.7实施例51.311.222.097.5实施例60.812.321.999.5实施例70.911.881.999.2实施例80.911.762.297.5实施例91.112.192.299.1实施例101.211.522.796.3实施例111.011.741.997.6实施例120.912.071.799.1实施例130.812.882.398.7实施例140.812.101.799.2实施例150.812.291.898.6对比例11.112.022.297.6对比例21.311.922.096.8对比例31.211.792.096.7对比例41.211.681.995.9对比例51.411.881.896.25、结果分析(1)实施例1-15中的脱硫剂的产品粒度、饱和溶液ph值、含水率及硫化氢捕消效率均符合标准要求;由实施例6、对比例2-4的脱硫剂捕消效率对比可知,添加硅藻土和活性炭大大提升了脱硫剂对硫化氢的吸收处理效率。(2)实施例1与对比例1中的脱硫剂分别用于捕消硫化氢时,由于实施例1中的的脱硫剂配方中添加了一定量的碱式碳酸铜,脱硫剂与硫化氢反应后会生成黑色物质(硫化铜),因此可判断是否完全清除了硫化氢(没有黑色物质生成即标志硫化氢已完全清除),而使用对比例1的脱硫剂无法判断是否完全清除了硫化氢。同时由表1中的实施例1与对比例1的捕消效率对比可知,添加碱式碳酸铜还能提升脱硫剂对硫化氢的吸收处理效率。(3)由实施例6和对比例5对比可知,本配方中采用了纳米粉末,同时将纳米粉末经超声分散处理后,其比表面积增大,可有效提高脱硫剂与硫化氢反应效率,提高吸收效果。(4)由实施例1和实施例11、实施例6和实施例12对比可知,实施例1的脱硫剂含水率高于实施例11,实施例6的脱硫剂含水率高于实施例12,上述结果表明使用疏水剂,可有效改善了碱性化合物(碱式碳酸锌等)易吸水的缺陷。(5)由实施例6和实施例13对比可知,实施例6的脱硫剂饱和溶液ph值低于实施例13,上述结果表明添加分散剂有利于促进碱性化合物的ph值的调节,并提高最终成品在空气中的悬浮效果。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属
技术领域
中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.一种具有指示功能的高效脱硫剂,其特征在于,所述脱硫剂包括以下重量份数的组份:碱性化合物10-60份,碱式碳酸铜20-50份,纳米粉末10-30份,表面改性剂0-25份,所述碱性化合物不包括碱式碳酸铜;和/或,所述脱硫剂包括以下重量份数的组份:碱式碳酸铜30-110份,纳米粉末10-30份,表面改性剂0-25份。

2.根据权利要求1所述的脱硫剂,其特征在于:所述脱硫剂还包括以下重量份数的组份:活性炭5-10份,硅藻土5-10份。

3.根据权利要求1或2所述的脱硫剂,其特征在于:所述碱性化合物选自碳酸锌、碱式碳酸锌、碳酸钠、硅酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙中的至少一种;

和/或,所述纳米粉末选自纳米氧化镁、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米二氧化钛中的至少一种;

和/或,所述表面改性剂选自氨基硅油、硅烷偶联剂hd110、硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh570、水溶性硅油、丙酮、乙醇中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的脱硫剂,其特征在于:所述纳米粉末的粒度为100-300纳米。

5.根据权利要求1或2所述的脱硫剂,其特征在于:所述脱硫剂还包括以下重量份数的组份:疏水剂2-8份,分散剂2-10份。

6.根据权利要求5所述的脱硫剂,其特征在于:所述疏水剂选自甲基硅酸钾、气相二氧化硅中的至少一种;

和/或,所述分散剂选自聚羧酸盐分散剂、烷基萘磺酸盐、聚丙烯酸钠中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的脱硫剂,其特征在于:所述脱硫剂为粉末状固体,粒度为100-1500纳米;所述脱硫剂的饱和溶液的ph≥11。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的具有指示功能的高效脱硫剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将碱性化合物和碱式碳酸铜加入水中,搅拌分散得碱性化合物分散体系;将纳米粉末溶于水中,并加入部分表面改性剂,搅拌均匀后,再超声分散得纳米粉末分散体系;

(2)将步骤(1)得到的碱性化合物分散体系和纳米粉末分散体系依次加入水中,搅拌均匀,最后加入剩余的表面改性剂,搅拌反应至粘稠状,最后烘干、冷却、研磨得到所述脱硫剂;

其中,当脱硫剂还包括疏水剂和/或分散剂时,在步骤(1)的碱性化合物分散体系加入疏水剂和/或分散剂;当脱硫剂还包括活性炭和/或硅藻土时,在步骤(2)中,碱性化合物分散体系和纳米粉末分散体系搅拌均匀后,先依次加入活性炭和/或硅藻土,搅拌均匀后再加入表面改性剂。

9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,用于分散碱性化合物的水初始温度为10-30℃,用于分散纳米粉末的水初始温度为50-60℃,超声分散的水温为50-70℃;

和/或,步骤(1)中,超声分散的时间为1-2小时;

和/或,步骤(2)中,碱性化合物分散体系和纳米粉末分散体系的搅拌温度为10-90℃,搅拌时间为30-90min;

和/或,步骤(2)中,烘干温度为80-110℃,烘干时间为5-24小时。

10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:将步骤(2)得到的脱硫剂粉碎成粒度为100-1500纳米的粉末。

技术总结
本发明属于硫化氢处理技术领域,具体公开了一种具有指示功能的高效脱硫剂及其制备方法。所述脱硫剂包括以下重量份数的组份:碱性化合物10‑60份,碱式碳酸铜20‑50份,纳米粉末10‑30份,表面改性剂0‑25份,所述碱性化合物不包括碱式碳酸铜;和/或,所述脱硫剂包括以下重量份数的组份:碱式碳酸铜30‑110份,纳米粉末10‑30份,表面改性剂0‑25份;还包括活性炭5‑10份,硅藻土5‑10份,疏水剂2‑8份,分散剂2‑10份。本发明提供了一种带指示功能的高效脱硫剂,采用纳米技术,制备得到比表面积较大的脱硫剂粉末,使之与硫化氢反应更加彻底,吸收效率更高,通过增加指示剂可控制脱硫剂最终用量,实现用量可控,解决了无法判断是否彻底清除硫化氢的问题。

技术研发人员:吴显鹏;陶佳栋
受保护的技术使用者:山东新诺新材料有限公司
技术研发日:2020.05.18
技术公布日:2020.06.26

最新一种具有指示功能的高效脱硫剂及其制备方法与流程的相关内容如下:

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