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1、 脱硫剂的研究进展 谢 璐，奕亚芬，胡新颜，郑 文，马剑华 （温州大学化学与材料工程学院，浙江 温州 325035）摘 要：现在脱硫剂的使用已经越来越普遍了，针对目前各脱硫剂的研究进展以及实验的数据显示，本文重要介绍各脱硫剂的脱硫原理,最佳配方,性能，影响因素以及目前各脱硫剂在工业和生活上的应用。关键词：脱硫剂 原理 配方 性能 工业应用 引言： 日前，脱硫问题已导致了很多的困扰，不仅是反映过程中催化剂的不良影响，还导致了很大的环境问题。对于脱硫剂的研究越来越受到重视了。脱硫剂是用于脱除燃料、原料或者气体物料种的游离硫或者硫化合物；现在大量使用在工业和生活上煤气的脱硫。由于大部分的脱硫剂有再生
2、反映可反复运用，使得脱硫剂的研究更具有一定的价值。脱硫剂按温度一般可分为高温、中温、常温型。氧化铁常温脱硫剂是目前最常用的脱硫剂之一。1钙氧化物高温脱硫剂1.1 钙氧化物高温脱硫剂原理 高温钙氧化物以脱去煤中的硫为主，故其重要是运用钙氧化物与H2S进行反映。化学反映式为：CaO+H2S=CaS+H2O通过将一定量的钙氧化物和煤通过干燥解决后，加入气化炉中进行反映生成CaS，煤灰和硫化物从炉底排出。在此过程中CaO既有脱硫作用又具有了一定催化效果 章宜斌 沙兴中.国外高温脱硫技术的开发J. 华东化工学院能源化工系，1992.15(3): 22-28。1.2 钙氧化物脱硫剂的最佳配方与制备 将配置
3、好的金属盐在恒温50的水浴中进行中和沉淀后，过滤洗涤，120干燥24h,最后在700左右进行8h的焙烧即可获得，此法是运用共沉淀法合成的 李彦旭等.铁钙氧化物高温煤气脱硫剂的制备J. 燃料化学学报，1999.27(6): 529-534。1.3 钙氧化物脱硫剂的性能1.3.1机械强度 机械强度是高温脱硫剂的重要指标。低的机械强度会使脱硫剂的效率显著减少。钙氧化物硫化后侧压强度有很大的提高，再生后的强度虽会下降但较最初仍有所提高。再生过程的钙氧化物有良好的机械强度，进一步证明其工业价值。1.3.2再生性能 钙氧化物再生性能较好，通过三次连续脱硫-再生循环稳定运营，且硫容逐渐增大，脱硫效果较高，机
4、械强度较高，有较好的应用价值。1.4 影响钙氧化物脱硫剂效果的因素1.4.1钙氧化物脱硫剂的组成 高温脱硫剂是采用氧化铁和氧化钙以一定比例混合脱硫的。其比例不同对脱硫效果的影响也是不同的，以硫容和脱硫效率作为衡量标准发现，氧化铁和氧化钙以摩尔比1：1进行的效果为最佳 李彦旭等.铁钙混合氧化物脱硫剂的硫化和再生过程研究J.高校化学工程学报，2023.15(2): 133-137。1.4.2焙烧温度对脱硫剂的影响 不同的焙烧温度对脱硫剂性能的影响也是很大的。焙烧温度过低会使脱硫剂形成尖晶石结构，影响脱硫效果，但当焙烧超过800摄氏度也会对脱硫剂的结构导致影响，样品比表面积下降，从而使脱硫剂性能下降
5、。一般来说随钙氧化物的增长，起始烧结温度也随之增长。1.4.3脱硫剂比表面积 比表面积不仅影响脱硫剂的机械性能，也会影响其焙烧温度。用美国ASAP2023型自动物理吸附仪在-190下试样运用BET公式计算样品比表面积，运用日本理学Dmax-A型X-射线衍射仪测定样品强度。 结果显示：样品的比表面积随氧化铁和钙氧化物的摩尔比增大而下降，随着焙烧温度的升高而下降。1.5 钙氧化物脱硫剂的应用与发展前景 钙氧化物一般用于高温，特别是对燃料煤的脱硫解决。 节能减排现在是全球一致认同的标语，可由于未找到合适的能大量替代的燃料，人类生活依旧以煤为重要燃料，可在煤的生成和使用过程中会有大量的硫产生。IGCC
6、系统的生成为钙氧化物提供了更好的发展。Westmoreland Westmoreland P.R. Environ.Sci.Technol.1976.Vol.10,659-661通过对元素周期表的大量研究以及一定的实验分析和原料考察认为钙氧化物在高温时的脱硫性能是最佳的。故在建设绿色地球的现代，钙氧化物作为高温脱硫剂具有较好的发展前景。2活性炭脱硫剂2.1 活性炭脱硫剂原理 活性炭重要是通过吸附法、催化法、氧化法来进行脱硫解决的。其重要的反映原理为：2H2S+O2=2S+2H2O H2S+2O2+MO=MSO4+H2O（M为碱金属）其重要为活性炭表面吸附氧，形成活性中心的表面氧化物，H2S与化
7、学吸附的氧反映，生成的硫磺沉积在活性炭微孔中。 活性炭的再生：活性炭重要运用其吸附性，吸附单质硫而产生脱硫作用的，根据其吸附和解吸基本原理，向活性炭层通无氧高温气流，使活性炭和单质硫得到加热，硫由于高温熔化被带出，活性炭得到再生。这是经济、简朴、无污染的节能脱硫方法。2.2 活性炭脱硫剂的最佳配方与制备 最佳配方是以Na2CO3为添加剂，浸渍量为6%，加入适量的碱和TLC。 活性炭制备有两种方法：一种是用于粗脱硫的普通活性炭脱硫剂,常以煤为原料,以焦油为胶粘剂挤条成型后经炭化解决,用水蒸气活化,经筛分后制成的。另一种是用于精脱硫的改性活性炭脱硫剂常选用已成型的活性炭,用活性炭金属盐容液等浸渍后
8、,再经干燥、焙烧和过筛后制得。如在活性炭上涂渍上乙醇胺等可以使活性炭得以改性,能脱除大部分的有机硫醚。改性后的活性炭的性能有很大的提高。2.3 活性炭脱硫剂的性能2.3.1机械强度 活性炭中加入了助剂和其他添加剂，对活性炭的机械性能有一定的提高，使其可以有一定的稳定性。2.3.2再生性能活性炭是靠吸附作用来脱硫的，有很好的再生反映性能，可以多次运用且仍有较好的脱硫效果。2.4 影响活性炭脱硫剂效果的因素 吴家文等.大庆油田天然气干法脱硫剂的比选与应用J. 油田化学，2023.24(4): 328-3322.4.1温度的影响 硫容随温度的升高而减小，常温下饱和硫容可达42%，脱硫反映速率随温度的
9、升高而增长，最适宜的温度是32至54 魏有福 活性炭脱硫剂使用寿命影响分析J. 煤气与热力，2023.22(4): 365-366。2.4.2脱硫剂粒度大小的影响 硫容随粒径的增长而减小，在低口浓度下影响更显著。但脱硫剂粒径太小，脱硫塔压降增大，故实际应用中以脱硫剂粒径适中为最佳。2.4.3空速的影响 李国梁 固定床液化石油气脱臭催化剂和活性炭脱硫剂的研制J. 炼油设计，2023.32(6): 30-32 气体流速增长可减少外膜扩散阻力，并缩短硫化氢分子的停留时间使反映车床过早穿透，故硫容随气体流速的增长而减小。2.4.4添加剂种类的影响 活性炭脱硫剂的添加剂重要有NaHCO3、Na2CO3、
10、NaOH。实验证明Na2CO3的效果最佳，重要是因其有较强的碱性且Na2CO3自身也提供更多的催化中心。2.4.5添加剂的含量的影响 选用Na2CO3为添加剂，浸渍量为6%，助剂为0.1%TLC。实验证明添加6%的碱，脱硫效果最佳。重要是因活性炭脱硫是在碱性水膜上进行，PH值太低不可进行脱硫，碱在碱性水膜中有一定的溶解度，但碱过量会堵塞活性炭孔道，减少硫容。2.4.6助剂种类的影响 以Na2CO3为添加剂，浸渍量为6%，加入适量的碱后，最后加入助剂才干进行脱硫。一般TLC和PLTC作助剂的效果最佳。2.5 活性炭脱硫剂的应用与发展前景 活性炭重要应用于对天然气的脱硫。其属于高效干法脱硫技术，是
11、一种环保工艺，不产生二次污染，具有大气零排放的优越性。现在天然气虽广泛使用，可其脱硫效果并未达成很好的效果，故活性炭脱硫剂的研究有很大的发展。3氧化锌脱硫剂3.1氧化锌脱硫剂原理 氧化锌脱硫剂是以氧化锌为主，转化吸取型干式的脱硫剂。既吸取无机硫，又能有效的脱除有机硫，故可以用作精脱硫 宋沐 氧化锌脱硫剂的应用与考核J. 辽宁化工，1991.(2): 15-17。其具体脱硫原理为：ZnO+H2S=ZnS+H2O ZnO+C2H5SH=ZnS+C2H5OH ZnO+C2H5SH=ZnS+C2H4+H2O当气体中有H2时，部分有机硫化物先转化为H2S，再被ZnO吸取，化学反映为：COS+H2=H2S
12、+CO CS2+4H2=2H2S+CH43.2氧化锌脱硫剂的最佳配方与制备 重要有以下制备方法：均匀沉淀法、NaOH直接沉淀法、Na2CO3直接沉淀法、固相反映法。 取一定量Zn(NO3)2的溶液加适量的碱，100下搅拌6h，过滤，洗涤，80烘干4h，焙烧3h,冷却研磨，称量 王伟等.纳米氧化锌脱硫剂的制备及脱硫性能研究J. 唐山师范学院学报，2023.30(5): 33-35。3.3氧化锌脱硫剂的性能3.3.1机械强度 一般具有较好的机械性能，我国研制的T305新型脱硫剂其性能良好，耐压强度大于0.4MPa，机械强度较高，较稳定。3.3.2再生反映 氧化锌脱硫剂在使用后可通入一定的氧气使其再
13、生，再生反映为：2ZnS+3O2=ZnSO4 2ZnO+2SO2+O2=2ZnSO4 但其过程要避免硫酸盐的生成，以保持脱硫剂多次的脱硫反映活性 赵建涛等.钛酸锌高温煤气脱硫剂再生行为的研究J. 燃料化学学报，2023.35(1): 66-70。3.3.3硫容测定 氧化锌脱硫剂的硫容值都只能达成18%左右，效果不是很好，但对精脱硫来说效果不错了。3.4影响氧化锌脱硫剂效果的因素3.4.1温度的影响 900以下随着温度的升高，SO2的释放量也增大；900之后，SO2的释放量趋于稳定，由于低温下脱硫剂不完全燃烧，并且挥发出来的硫不完全氧化成SO2 刘淑婷 氧化锌脱硫剂硫容的分析J. 化学工程与设备
14、，2023.(10)：23-26。 氧化锌脱硫剂最适宜操作温度为200-400，350-400是脱硫剂的活性最高，反映速度最快，且硫容达最大值 冯续 氧化锌脱硫剂及其开发应用J. 中氮肥，1991.（4）：10-16。3.4.2空速的影响因素 氧化锌和硫化氢的反映速度快，故允许采用的空速范围大，在不存在气模效应的前提下，采用较低的线速度对提高硫容是有利的，单线速度过低，脱硫槽体积太大，脱硫剂装量大。根据原料中硫的含量和设计使用寿命，一般采用空速1000-3000/h。3.5氧化锌脱硫剂的应用与发展前景 氧化锌重要应用于解决精脱硫，用于高温氧化锌在氨厂、天然气脱硫中的燃烧炉，也可用于常温中对硫的
15、脱除。其脱硫精度高，脱硫剂硫容较高，脱硫剂强度及耐水性能好，耐CO、凑能力高，具有有机硫转化和脱硫双重功能脱硫剂的开发，堆密度低 程继光等.常温精脱硫剂的研究进展J. 山西化工，2023.24(2): 14-16。4氧化铁脱硫剂4.1氧化铁脱硫剂原理及再生反映 氧化铁脱硫剂是目前使用最为广泛的脱硫剂，它重要以7种形式存在，重要是通过活性氧化铁进行反映 杨艳 童仕唐.常温氧化铁脱硫剂研究进展J. 煤气与热力，2023.22(4): 326-324。其一般遵循以下化学反映进行脱硫解决。脱硫反映：Fe2O3H2O +3H2S=Fe2S3H2O+3H2O Fe2O3H2O +3H2S=2FeS+S+4H2O在具有 H2S的气体通过脱硫剂时 ,H2S分子扩散到颗粒表面 ,之后在水膜中离解生成Fe2S3的水合物和FeS 兰昌云等. 高效常温氧化铁脱硫剂的制备J.天然气工业，2023.24(12): 124-126。 氧化铁具有较好再生性能，充足发挥了其绿色的一面，再生反映式为：2Fe2S3H
