氧化铁常温脱硫研究综述.pdfVIP

学兔兔 70 天然气化工(C 化学与化工) 2014年第39卷 氧化铁常温脱硫研究综述 贺恩云，樊惠玲 ，王小玲，王龙江，李 叶，黄 冠 (太原理工大学煤科学与技术省部共建国家重点实验室，山西 太原 030024) 摘要：氧化铁脱硫剂具有廉价易得，硫容高，再生简单等优点，因而受到广大科研工作者广泛关注。综述了氧化铁常温脱硫 及再生原理，脱硫剂的制备，以及脱硫刹表面pH值、水含量等工艺参数对氧化铁脱硫性能的影响。并提出3*-Fe：03是常温脱硫 研究的新方向。 关键词：氧化铁；常温；脱硫；硫容 中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章编号：1001—9219(2014)05—70—05 H2S广泛存在于天然气，焦炉煤气，液化石油 有脱硫活性的氧化铁，其活性发挥的温区也不同。 气，沼气等许多工业原料气或排放气之中。H2S会在 目前，被广泛认为具有常温脱硫活性的是Fe 0，· 原料气储存和运输过程中对输送管道和设备造成 H O(水合氧化铁)，也有报道指出 ．Fe 0，在常温下 腐蚀，在工业生产中少量的H：S就足以使催化剂中 具有较高的脱硫活性，O／一Fe 0，在常温下也具有一定 毒，且其氧化产物SO：排入大气中会造成严重的空 的脱硫活性 I7．8]。本文主要就常温氧化铁的脱硫原 气污染，影响人类健康。故而，对工业气体中的H2S 理、制备方法及影响脱硫活性发挥的主要因素进行 脱除是非常必要的【1]，它是许多化工工艺过程的关 综述。 键部分。 1 常温氧化铁脱硫反应原理 H S的脱除方法主要有干法和湿法两种。湿法 脱硫技术成熟。是目前工业生产中主要的脱硫方 常温下具有脱硫活性的氧化铁一般是指 法，如氨法、醇氨法、热钾碱法等，但湿法脱硫存在 Fe203H 0(针铁矿)和 ．Fe20，·H 0(纤铁矿)。它们与 着脱硫设备庞大、成本高、精度低、效率低、脱硫负 H2S之间的反应涉及到了H2S的液膜扩散，普遍认 荷大、传质阻力大以及塔内硫堵等问题121。相比而 为H：S先在水和氧化铁表面吸附，并在液膜表面发 言，干法脱硫具有操作方便、设备简单、成本低、净 生解离，即H2S在液膜中解离成 、SH’和S 。解离 化度高等优点[3．41，尤其适于处理低含硫气体。所以， 出的SH一和S 与水合氧化铁中的晶格氧(OH’，O ) 精脱硫通常采用干法脱硫工艺。常温干法精脱硫能 快速置换，生成Fe2S3·H2019]。 耗低，在目前许多先进的工艺过程需求迫切，如燃 脱硫过程总反应式见式(11： 料电池、气体精制等。因而，开发廉价，易得，低温， Fe2O3·HoO+3H — Fle 3·H2O+3H20 (1) 高效的脱硫剂是目前脱硫研究的热点[5】。 另外，在水合氧化铁脱H S过程中，也发现有单质 氧化铁因其具有来源广、硫容大、再生容易等 硫析出。根据这一现象，推测除反应(1)外，还有三价 优点，是一种经典而有效的常温脱硫剂B6】。氧化铁 铁的还原反应发生，反应式见式(2)： 有多种存在的形态：Ot．Fe：203·H2O，Ot．Fe2O3， —Fe2O3· Fe!O3·H!O+3H．S 2FeS+1／8S8+4H!O (2) H2O， ．Fe2O3，卢一Fe2O3·H2O， Fe2O3和无定