改性氧化铁脱硫剂脱除羰基硫性能的研究.pdf

维普资讯 囝 2008，VoI．25No．9亿亏与耋物Z程 Chemistry Bioengineering 改性氧化铁脱硫剂脱除羰基硫性能的研究 钱红辉，曾丹林 ，王光辉，田永胜 ，田文中，陈红祥 (武汉科技大学化学工程与技术学院 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验 室，湖北 武汉 430081) 摘 要 ：制备 了一种采用碳酸盐活性组分浸渍改性 的氧化铁脱硫剂，考察 了活性组分负载量、原料气空速 、水汽含 量以及氧气含量对改性脱硫剂活性的影响。结果表明，在室温(10～3O℃)、常压、原料气空速 1000h 、原料气中水汽含 量 1 以及无氧的条件下 ，改性后氧化铁脱硫剂的 COS硫容达到 3％，且改性后脱硫剂对硫化氢和二硫化碳 的脱 除能力 也有一定的提高。对新鲜和失活脱硫剂进行红外光谱表征 ，结果表明，c0s在脱除过程中氧化生成的硫酸盐毒化了表面 碱性羟基 活性位是脱硫剂 失活 的直接原 因。 关键词 ：氧化铁 ；脱硫 剂；羰基硫 中图分类号 ：TQ426．8 文献标识码 ：A 文章编号 ：1672—5425(2008)09一O016—04 羰基硫 (COS)广泛存在 于焦炉气 、合成气 、天然 1．2 脱硫剂活性评价 气、液化石油气等许多与煤化工、石油化工相关的重要 1．2．1 评价条件 工业气体中，作为一种有机硫，COS往往与 H S、元素 反应器规格 ：内径为 29mm 的硬质玻璃管 ；催化 硫等无机硫同时存在 ，不 同的工业原料气体的 COS含 剂装量 ：30mL(原粒度 )；脱硫反 应温度 ：室温 (10～ 量存在着较大差异 ]。COS会使贵重催化剂严重中 30℃)；反应压力为常压 。 毒，导致化工产品质量下降，并易造成设备腐蚀 ，带来 气源用高纯氮气、硫化氢 、COS、CS等按一定 比 严重的生产运输安全隐患_2]。传统 的 COS脱除方法 例配制 ，实验 时配制 COS浓度 (以S计)为 50mg· 为水解转化法，采用催化水解后串接氧化锌脱硫剂脱 m 。 除的工艺，设备及操作费用高，水解催化剂易中毒。因 1．2．2 测试方法 此 ，研究开发出成本较低的羰基硫和硫化氢联合脱除 脱硫剂硫容的测定 ：由气源钢瓶来的原料气经减 新方法就显得尤为迫切 。 压阀、缓 冲器 、流 量计 进入反应器 。连接好实验 装置 COS的分子结构 与 CO 相似 ，为线 性分 子，可水 后 ，开启 阀门并调至一定气体流量 ，开始反应计时，每 解 ，但 由于其酸性较弱，水解反应速率很低 ，通常情况 0．5h测定 出口尾气 1次，当出 口硫化物含量 明显上 下难以脱除 ，研究发现 ，分布在催化剂上的碱性中心能 升时改为每 10min1次，待出 口硫化物总硫含量连续 有效催化 COS的水解反应l3]。作者在此采用传统的 2次的测定值大于 0．5mg·m 时，认为脱硫剂 已穿 氧化铁脱硫剂负载碱性活性物质碳酸盐催化 COS水 透 。 解生成硫化氢，然后再 以氧化铁吸附固定硫化氢生成 水汽含量测定：采用硅胶吸附称重法。 硫化铁 ，从而达到使用成本较低的氧化铁脱硫剂脱除 硫含量测定采用 HP6890型气相色谱仪 。 羰基硫 的 目的。 1．3 脱硫剂表征 采用 BrukerVERTEX 70型傅立叶红外光谱仪 l 实验