新型常温脱硫剂吸收硫化氢的好条件以及物理化学性能分析

新型常温脱硫剂吸收硫化氢的好条件以及物理化学性能分析。

    目前常用的制备干法脱硫剂的原料有：天然沼铁矿、人工氧化铁、颜料厂和硫酸厂的下脚铁泥、钢铁厂的红泥等。

干法脱硫剂制备方法为：

1.以天然沼铁矿为原料
    将直径1～2mm颗粒含量大于85%的天然沼铁矿按比例掺混木屑(疏松剂)和熟石灰。其质量比为：沼铁矿95%，木屑4%～4.5%，熟石灰0.5%～1 %，用水均匀调湿至含水30%~40%，拌合均匀。

2.以人工氧化铁为原料
    将颗粒直径为0.6～2.4mm的铁屑与木屑按质量比1:1掺混(可根据具体情况，范围稍有波动)，洒水后充分翻晒进行人工氧化，控制三氧化二铁与氧化亚铁含量比大于1.5作为氧化合格标准。在进脱硫箱之前再加入0.5%的熟石灰。

3.以颜料厂和硫酸厂的下脚铁泥或钢铁厂的红泥等为原料
    铁泥与一倍的木屑掺混，经人工凉晒氧化后，也可作脱硫剂使用。脱硫剂应保持一定的碱度，除加入一定量的熟石灰使之呈碱性外，也可喷洒稀氨水，控制PH值为8～9左右。所加的碱和水在脱硫过程中起助催化剂作用。当煤气通过脱硫剂床层时，硫化氢与活性氢氧化铁发生上述脱硫反应以及再生反应。

    由于反应后生成的元素硫不断沉积在脱硫剂上，同时因焦油雾等杂质使脱硫剂结块，阻力上升，脱硫效率下降，因此需要定期再生和更换脱硫剂。通常采用箱外再生的方法，即将脱硫剂放在晒场上再生，晒场上脱硫剂的厚度不要超过300mm，并定期翻动使其进行充分氧化。一般情况下，新脱硫剂使用时间约为半年，经过再生后的脱硫剂使用时间约三个月。根据资源及脱硫效率情况，脱硫剂可以使用一次或经再生使用l～2次后废弃。

    脱硫剂中氧化铁含量应占风干物料质量的50%以上，其中活性氢氧化铁含量应占70%以上，其中不应含腐植酸或腐植酸盐，其pH值应大于7。如腐植酸类含量大于1%时，将导致脱硫剂氧化，而降低脱硫剂的硫容量以及脱硫反应速度。此外，为使脱硫剂在使用中不因硫的聚积过于增大体积，并使脱硫剂床层变得密实而增大煤气流动阻力，制备的脱硫剂在自然状态下应是疏松的，其湿料堆积密度应小于800 kg/m³。

    如前所述脱硫及再生的两个反应，都是放热反应。反应热使煤气温度升高，造成煤气中水蒸汽、相对湿度降低，脱硫剂中部分水分蒸发，被煤气带走.使再生反应遭到破坏，所以脱硫之前需要向煤气中加入一些水蒸汽。在碱性脱硫剂中，硫化氢与活性组分发生下列化学反应，即脱硫反应：
2Fe(OH)3+3H2S=Fe2S3+6H2O  
Fe2S3=2FeS+S  
Fe(OH)2+H2S =FeS+2H2O

    当有足够的水分时，脱硫剂的再生是用空气中的氧氧化脱硫所生成的硫化铁，发生下列化学反应，即再生反应：
      2Fe2S3+3O2+6H2O=4Fe(OH)3+6S
      4FeS+3O2+6H2O=4Fe(OH)3+4S

    实践表明脱硫剂吸收硫化氢的好条件为：温度28～30ºC，脱硫剂的水分不低于30%。从上述主要反应可以看出，每脱除1kmol硫化氢需0.5kmol氧和1kmol水用于脱硫剂再生。焦炉煤气中通常含氧量为0.5%～0.6%（体积%），即可满足含硫化氢15g/m³左右的煤气在脱硫再生时的需要。当硫化氢含量较高时为降低干法脱硫剂消耗，需先经过湿法脱硫后再用干法进行脱硫。

    上述脱硫和再生是两个主要反应，这两个反应都是放热反应。脱硫剂经过反复的脱硫和再生使用后，在脱硫剂中硫磺聚积，并逐步包住氢氧化铁活性微粒，致使其脱硫能力逐渐降低。因此，当脱硫剂上积有30％～40％(按质量计)的硫磺时，需更换新的脱硫剂。