脱硫吸附剂.doc

金属氧化物吸附剂脱除硫化氢的总体反应方程式如反应式（1-1)，对吸附剂再生的反应方程式如（1-2)：MOx(S)+xH2S=MSx(s)+xH20(g)(1-1)MSx(s)+3x/202(g)=MOx(s)+xS02(g)(1-2)单金属氧化物吸附剂氧化锌吸附剂氧化锌吸附剂因其脱硫精度高且性能稳定可靠等优点而被认为是当前脱硫精度最好的一种单金属氧化物吸附剂，在吸附剂中有着相当重要的地位。研究发现氧化锌在538-650℃条件下的脱硫效果最佳，可将出口处H2S浓度降低至1ppmv左右。氧化锌与H2S反应平衡常数较大，易与H2S反应，但纯的氧化锌与H2S反应生成的ZnS极易覆盖在吸附剂表面，影响H2S分子向吸附剂内部扩散，导致其硫容一定程度上有所下降。在强还原气氛下，当温度高于600℃时，ZnO易被还原为锌单质而挥发造成损失。且再生时，温度对其有较大影响，温度过高则出现烧结现象，温度过低则形成大量的硫酸盐。氧化铁吸附剂氧化铁资源丰富且价格较低，作为吸附剂使用其适用的温度范围较广(127-1327℃),硫容和脱硫效率高且易于再生，与硫化氢的反应速度快，但其脱硫精度不高，因此一般常用作粗吸附剂使用。发现Fe2O3和FeO是吸附剂中的主要活性成分。其在500-600℃范围内进行脱硫时，吸附剂的脱硫能力随着硫化温度升高而增强。在吸附剂将要饱和时，氧化铁吸附剂在2h后可增重将近17.2%,而钛酸锌吸附剂则在76min后仅仅增重了约12.1%。李彦旭等制备出以赤泥为主要原料的氧化铁吸附剂，通过等效粒子模型研究其还原行为。研究结果表明该吸附剂在温区500-600℃范围内的硫化及还原过程都存在由表面化学反应向扩散控制的动力学转移过程，而且其表面反应过程的活化能小于扩散过程的活化能。沈芳等利用钢厂赤泥作为主要原料，通过添加不同比例的硅铝层状化合物作點结剂制备吸附剂。该吸附剂在500"C进行硫化，硫化后在700℃进行再生。研究发现此吸附剂具备很高的脱硫活性及机械强度。进一步分析发现其机械强度受结构助剂AI2O3和Si02的影响很大，但两者在硫化和再生过程中均不发生物理和化学变化。它们的加入有效克服了吸附剂在硫化或再生后因自身晶格膨胀或伸缩突变而引起的粉化及放热反应造成的热冲击粉化，增强了吸附剂的机械强度。等在恒温条件下利用热重研究了添加有Al2O3、K2O及CaO的铁基吸附剂，研究结果表明该吸附剂的脱硫能力在500-600℃之间最强。樊惠玲[13]等利用赤泥作主要原料通过混合法制备氧化铁吸附剂，研究其硫化及再生的循环性能。研究发现对该吸附剂而言，其硫化-再生循环次数对硫容和机械强度有一定影响。硫容随循环次数的增加而降低，而机械强度则随次数的增加而增强。Tamhanke等研究了氧化铁吸附剂的再生行为，利用蒸汽缓和吸附剂在再生过程因氧化反应而产生的强放热，同时有效的回收了单质硫。等也得到了相同的实验结论，发现铁基吸附剂的再生温度不能低于600℃，同时得到回收最大产率单质硫的H2O/O2比例。氧化钙吸附剂氧化在自然界大量存在，通常可用白云石或石灰石在高于527℃以上煅烧得到。利用氧化钙制备吸附剂具有很多优点，如原料价格低廉、与硫化氢反应速度快，硫容高等。但相对其他吸附剂机械强度较差，且不易再生。硫化反应过程中产生的CaS极易覆盖在吸附剂表面，阻碍了H2S气体向内部的进一步扩散，再生时容易产生大量的硫酸盐，这些都限制了它的使用。但因为其价格低廉，所以在上世纪70年代国内外就开始对其进行研究。&1『1等利用石灰石及白云石制备吸附剂，在固定床上进行硫化评价，结果表明CaCO3同硫化氢的反应必须在高于自身分解温度527℃的条件下进行，且反应较慢。当温度达到950℃时，其分解产生的CaO能与H2S迅速反应。Kamath等通过热重法重点研究了煅烧白云石制得的CaO与H2S的硫化反应动力学，并根据实验得到了相关动力学参数。针对氧化钙吸附剂再生时易放热导致烧结和再生后吸附剂机械强度严重下降的问题，等率先提出利用1000-1100℃的空气气氛先把CaS氧化成CaS04，然后利用CO或H2等还原性气体再把CaS04还原为CaO，以此来促进O2的扩散，达到多次循环再生的目的。该过程发生的反应式为：CaS+2O2=CaSO4CaSO4+CO=CaO+CO2+SO2Van等利用SO2对硫化后的氧化钙吸附剂进行再生，取得良好的效果。首先在600-700℃下利用SO2把CaS部分氧化为CaSO4和单质S，之后在1100-1200℃下将剩余的CaS与上步生成CaSO2反应得到CaO和SO2,这样多次进行硫化-氧化-再生循环。.研究表明该法能有效提高氧化钙吸附剂的再生能力。氧化铜吸附剂热力学研究发现在127-927℃范围内，氧化铜与硫化氢之间有很强的亲和力，具备较高的脱硫效率，是一种高效的