【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于脫硫劑制備，具體涉及一種高效脫硫劑的制備方法及應用。
技術介紹
1、隨著全球工業化進程的加速，能源消耗量急劇增加，燃煤作為主要的能源供應方式之一，其燃燒過程中產生的so2已成為大氣污染的主要來源之一。so2不僅會導致酸雨的形成，破壞自然生態系統，還會對人類健康產生嚴重影響，如引起呼吸道疾病等。因此，開發高效、經濟、環保的脫硫技術，特別是高效脫硫劑的制備，已成為當前環保領域的研究熱點。
2、在燃煤過程中，脫硫技術主要分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫三類。其中，燃燒后脫硫，即煙氣脫硫，是目前應用最廣泛的技術。煙氣脫硫技術又可分為濕法脫硫、干法脫硫和半干法脫硫。濕法脫硫因其脫硫效率高、技術成熟而被廣泛采用，但存在設備投資大、運行成本高、廢水處理難等問題。干法和半干法脫硫則具有設備簡單、占地面積小、無廢水排放等優點，但脫硫效率相對較低。因此，開發高效、低成本、易操作的脫硫劑及其制備技術，對于提高煙氣脫硫效率、降低脫硫成本具有重要意義。
3、專利cn108620074a公開一種高效脫硫劑的制備方法，所述高效脫硫劑包括以下重量份的原料制成：椰殼10-15份、花生殼12-15份、硝酸鎳溶液30-45份、醋酸鈣5-10份、氧化鈣2-5份、氟化鈣5-8份、氧化鎂2-4份、氫氧化鋁2-9份，通過該方法制備得到的脫硫劑不僅脫硫效果好，還能利用椰殼、花生殼等農業廢物，但是，通過該方法制備得到的脫硫劑的脫硫效果仍有提高的空間。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、本專利技術提供一種高效脫硫劑的制備方法，包括以下步驟：
4、步驟一：將鐵鹽和鎂鹽加入至含有蒸餾水的容器中，攪拌溶解后，得到混合溶液a，然后將改性模板劑和造孔劑加入至含有蒸餾水的容器中，攪拌溶解后，得到混合溶液b；
5、步驟二：將混合溶液a和混合溶液b混合均勻，加熱攪拌，得到膠狀固體c，將膠狀固體c冷凍干燥后，進行煅燒研磨，得到海綿狀復合氧化物；
6、步驟三：將海綿狀復合氧化物加入至含有改性劑的四氫呋喃溶液中，密封攪拌后，置于反應釜中，水熱反應，反應結束后，過濾、洗滌、干燥，得到高效脫硫劑。
7、作為優選，所述步驟一中，鐵鹽為硝酸鐵、醋酸鐵、氯化鐵、氫氧化鐵中的一種或多種組合，鎂鹽為硝酸鎂、氯化鎂、碳酸鎂、氧化鎂和硫酸鎂中的一種或多種組合，鐵鹽和鎂鹽的摩爾比為1：(0.05-0.2)，攪拌時間為30-60min，造孔劑為聚苯乙烯、檸檬酸、納米微球中的一種或多種組合，改性模板劑和造孔劑的質量比為1：(0.4-0.6)，攪拌時間為30-60min；所述步驟二中，加熱攪拌溫度為70-80℃，時間為4-8h，煅燒溫度為350-550℃，時間為2-6h，研磨粒度為400-600目；所述步驟三中，海綿狀復合氧化物、改性劑和四氫呋喃的質量比為1：(5-20)：(50-75)，密封攪拌時間為4-8h，水熱反應溫度為120-160℃，時間為12-24h，用無水乙醇和蒸餾水進行洗滌，干燥溫度為60-80℃。
8、作為優選，所述改性模板劑的制備方法，包括以下步驟：
9、q1：將2,3-二氯吡啶、l-脯氨酸和碳酸鉀加入至容器中，加入二甲基亞砜，加熱回流，回流結束后，冷卻，稀釋，調節ph，加入乙酸乙酯進行提取，洗滌，分液，干燥，真空過濾，得到中間產物1；
10、q2：將中間產物1加入至含有氯化亞砜的容器中，回流反應，反應結束后，真空蒸餾，用乙腈溶解2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酸后，加入至容器中，室溫下加入吡啶，攪拌，然后在冰浴條件下緩慢加入甲基磺酰氯，室溫反應，反應結束后，低溫沉淀，過濾，洗滌，再次沉淀，過濾，得到中間產物2；
11、q3：將中間產物2加入至含有四氫呋喃的耐壓管中，溶解后加入甲胺，反應，提取，分液，洗滌，干燥，真空過濾，蒸發，純化，得到改性模板劑。
12、以上過程中，改性模板劑的合成反應式如下：
13、
14、中間產物1經質譜分析結果為：m/z:226.05(100.0％),228.05(32.0％),227.05(11.6％),229.05(3.5％),228.06(1.0％)；中間產物2經質譜分析結果為：m/z:371.02(100.0％),373.02(64.1％),372.03(19.7％),374.02(13.2％),375.02(10.6％),373.03(2.2％),376.02(2.0％),375.03(1.2％),372.02(1.1％)；改性模板劑經質譜分析結果為：m/z:402.07(100.0％),404.06(63.9％),403.07(20.8％),405.07(13.4％),406.06(10.4％),404.07(2.8％),407.06(2.3％),406.07(1.6％),403.06(1.5％)；
15、改性模板劑中含有的吡啶環結構具有特殊的電子效應和空間構型，能夠與含硫化合物形成穩定的相互作用，相互作用的存在可以加速脫硫反應的進行，提高脫硫效率，且該相互作用還可以保護脫硫劑的結構，防止其受到破壞，增強脫硫劑的穩定性；改性模板劑的存在會使脫硫劑在制備過程中形成特定的，更加適合含硫化合物的吸附和催化轉化的孔道結構，提高脫硫效率；同時，脫硫劑在脫硫過程中，會逐漸失去活性，改性模板劑的加入可以促進脫硫劑表面的再生反應，當脫硫劑失去活性時，改性模板劑可以與脫硫劑表面的活性位點結合，形成新的活性中心，新的活性中心可以繼續與含硫化合物發生反應，恢復脫硫劑的脫硫能力，提高其使用壽命。
16、作為優選，所述q1中，2,3-二氯吡啶、l-脯氨酸和碳酸鉀的摩爾比為(6.76-8.79)：(8.11-10.54)：(13.51-17.56)，加熱回流溫度為100-120℃，時間為20-24h，用蒸餾水稀釋，調節ph＝4-5，用飽和氯化銨進行洗滌，用無水硫酸鈉進行干燥。
17、作為優選，所述q2中，中間產物1、2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酸、吡啶和甲基磺酰氯的摩爾比為(2.25-3.15)：(2.04-2.86)：(7.15-10.01)：(2.45-3.43)，回流反應時間為8-10h，攪拌時間為30-45min，室溫反應時間為40-45h，低溫沉淀溫度為2-4℃，沉淀時間為10-12h，用乙腈和蒸餾水進行洗滌；所述q3中，中間產物2和甲胺的摩爾比為(0.54-0.81)：(1.61-2.42)，反應時間為40-48h，用乙酸乙酯和蒸餾水分別進行提取，用飽和氯化銨進行洗滌，用無水硫酸鈉進行干燥。
18、作為優選，所述改性劑的制備方法，包括以下步驟：
19、s1：將三乙二醇單甲醚加入至二氯甲烷中，攪拌溶解后，加入三乙胺，冷卻，隨后滴加丙烯酰氯，室溫攪拌，萃取，旋蒸，純化，得到無色液體；<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，鐵鹽為硝酸鐵、醋酸鐵、氯化鐵、氫氧化鐵中的一種或多種組合，鎂鹽為硝酸鎂、氯化鎂、碳酸鎂、氧化鎂和硫酸鎂中的一種或多種組合，鐵鹽和鎂鹽的摩爾比為1：(0.05-0.2)，攪拌時間為30-60min，造孔劑為聚苯乙烯、檸檬酸、納米微球中的一種或多種組合，改性模板劑和造孔劑的質量比為1：(0.4-0.6)，攪拌時間為30-60min；所述步驟二中，加熱攪拌溫度為70-80℃，時間為4-8h，煅燒溫度為350-550℃，時間為2-6h，研磨粒度為400-600目；所述步驟三中，海綿狀復合氧化物、改性劑和四氫呋喃的質量比為1：(5-20)：(50-75)，密封攪拌時間為4-8h，水熱反應溫度為120-160℃，時間為12-24h，用無水乙醇和蒸餾水進行洗滌，干燥溫度為60-80℃。
3.根據權利要求1所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述改性模板劑的制備方法，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的高效脫硫劑的制備方法，
5.根據權利要求3所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述Q2中，中間產物1、2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酸、吡啶和甲基磺酰氯的摩爾比為(2.25-3.15)：(2.04-2.86)：(7.15-10.01)：(2.45-3.43)，回流反應時間為8-10h，攪拌時間為30-45min，室溫反應時間為40-45h，低溫沉淀溫度為2-4℃，沉淀時間為10-12h，用乙腈和蒸餾水進行洗滌；所述Q3中，中間產物2和甲胺的摩爾比為(0.54-0.81)：(1.61-2.42)，反應時間為40-48h，用乙酸乙酯和蒸餾水分別進行提取，用飽和氯化銨進行洗滌，用無水硫酸鈉進行干燥。
6.根據權利要求1所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述改性劑的制備方法，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述S1中，三乙二醇單甲醚、二氯甲烷、三乙胺和丙烯酰氯的用量比為(5-10)g：(50-100)mL：(5.6-11.2)mL：(3.3-6.6)g，冷卻至0-1℃，室溫攪拌時間為10-12h，利用二氯甲烷和蒸餾水進行萃取，用乙酸乙酯作為洗脫劑，硅膠作為固定相，進行純化。
8.根據權利要求6所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述S2中，苯乙烯、2-氰丙-2-醇二硫代苯甲酸酯、偶氮二異丁腈和甲苯的用量比為(5-7.5)g：(0.049-0.07)g：(0.009-0.012)g：(4.6-6.9)mL，低溫環境溫度為0-1℃，通入氮氣時間為30-45min，加熱反應溫度為80-85℃，反應時間為16-18h，真空干燥溫度為70-80℃，時間為20-24h。
9.根據權利要求6所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述S3中，無色液體、粉色固體、偶氮二異丁腈和四氫呋喃的用量比為(0.26-0.52)g：(0.27-0.54)g：(0.0017-0.002)g：(1.3-2.6)mL，油浴聚合溫度為70-75℃，聚合時間為20-24h，真空干燥溫度為30-40℃，時間為20-24h。
10.一種高效脫硫劑的應用方法，其特征在于，將得到的高效脫硫劑應用至煤炭脫硫中。
...【技術特征摘要】
1.一種高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，鐵鹽為硝酸鐵、醋酸鐵、氯化鐵、氫氧化鐵中的一種或多種組合，鎂鹽為硝酸鎂、氯化鎂、碳酸鎂、氧化鎂和硫酸鎂中的一種或多種組合，鐵鹽和鎂鹽的摩爾比為1：(0.05-0.2)，攪拌時間為30-60min，造孔劑為聚苯乙烯、檸檬酸、納米微球中的一種或多種組合，改性模板劑和造孔劑的質量比為1：(0.4-0.6)，攪拌時間為30-60min；所述步驟二中，加熱攪拌溫度為70-80℃，時間為4-8h，煅燒溫度為350-550℃，時間為2-6h，研磨粒度為400-600目；所述步驟三中，海綿狀復合氧化物、改性劑和四氫呋喃的質量比為1：(5-20)：(50-75)，密封攪拌時間為4-8h，水熱反應溫度為120-160℃，時間為12-24h，用無水乙醇和蒸餾水進行洗滌，干燥溫度為60-80℃。
3.根據權利要求1所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述改性模板劑的制備方法，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述q1中，2,3-二氯吡啶、l-脯氨酸和碳酸鉀的摩爾比為(6.76-8.79)：(8.11-10.54)：(13.51-17.56)，加熱回流溫度為100-120℃，時間為20-24h，用蒸餾水稀釋，調節ph＝4-5，用飽和氯化銨進行洗滌，用無水硫酸鈉進行干燥。
5.根據權利要求3所述的高效脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述q2中，中間產物1、2-氨基-5-氯-3-甲基苯甲酸、吡啶和甲基磺酰氯的摩爾比為(2.25-3.15)：(2.04-2.86)：(7.15-10.01)：(2.45-3.43)，回流反應時間為8-10h，攪拌時間為30-45min，室溫...
【專利技術屬性】
技術研發人員：賈征豪，賈睿，陳志林，段紅宇，陳俊，蘇偉平，
申請(專利權)人：江蘇德隆環保工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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