氧气氛下氧化铁基脱硫剂再生床层动态研究.pdfVIP

学兔兔 第2期 尤雪雁等：氧气氛下氧化铁基脱硫剂再生床层动态研究 41 氧气氛下氧化铁基脱硫剂再生床层动态研究 尤雪雁，上官炬 ，关 怀，徐运涛 (太原理工大学 煤科学与技术教育部和山西省重点实验室，山西 太原 030024) 摘要：在微分固定床上考察了反应物氧气含量、再生温度对氧化铁基脱硫剂再生床层动态行为的影响。采用气相色谱仪和 快速智能定硫仪对反应物气体氧含量和固定床床层不同位置固体颗粒硫含量进行分析检测。利用获取的床层中脱硫剂固相硫 分布曲线重点计算出不同操作条件下床层反应区高度及移动速率。实验结果表明，0 含量增加提高了脱硫剂晶粒之问的有效 扩散速率，反应区高度以及移动速率变化明显；而再生温度变化对脱硫剂晶粒问扩散系数影响不大。对反应区移动速率影响不 及浓度的影响显著。 关键词：氧化铁脱硫剂；再生；床层动态；氧气氛 中图分类号：TQ013．2 文献标识码：A 文章编号：1001—9219(2016)02-41．04 气体脱硫在天然气化工、煤化工、石油化工中 基础研究．床层动态行为报道很少。这就妨碍了脱硫 非常重要[1-21。而脱硫剂脱硫，再生循环是实现脱硫剂 剂的循环使用。氧化铁脱硫剂作为～种最常用的干 经济运行、环境友好、硫资源化回收的重要保证。干 法脱硫剂，因此，本文针对O 气氛下氧化铁脱硫剂 法脱硫由于具有操作方便、脱硫精度高、使用温度 的再生，进行床层动态行为研究。力求通过实验获 范围大等优点，是目前脱硫研发的热点之一『3】。目前 得再生条件对氧化铁脱硫剂再生过程床层反应区 干法脱硫采用固定床作为脱硫反应装置，其中脱硫 高度和反应区移动速率的影响规律，为氧化铁脱硫 剂的脱硫、再生床层动态类似于固定床吸附过程， 剂脱硫／再生循环使用工程设计提供依据。 但由于有化学反应的发生又复杂于固定床吸附过 1 实验部分 程。随着化学反应时间的延长。在床层上沿气流方 向存在三个区，即饱和区、反应区、以及未发生反应 1．1 脱硫剂的制备及硫化 的备用区。固定床上的传质、传热都是发生在反应 由硫酸亚铁和碳酸氢铵溶液通过沉淀法获得 区，且反应区随反应时间延长以一定的速率向出口 的 —Fe O。，经干燥，研磨后加入粘结剂、造孔剂，挤 方向平移。反应区越长，床层阻力越大，床层利用率 条、干燥、焙烧制成氧化铁基脱硫剂。再生实验前， 越低，反应区移动速度影响着反应床层高度的确 氧化铁脱硫剂样品在固定床上首先进行还原，然后 定，因此对于不同条件下反应区的长度以及移动速 进行饱和硫化。硫化条件：450~C，反应气体积组成 率的研究至关重要。贾哲华 、Dou[51、Mantri[61、 为H2S 10％、H2 40％和N2平衡。 Prasannanro、潘志彦[81、宁平 先后针对不同的反应。 1．2 再生实验过程 研究了气固相反应的床层动力学，得出适合于该过 再生实验时将精确称量的脱硫剂置于石英管 程的床层动力学模型。Cilibertit姗、郭汉贤[1】】、王恩 固定床反应器中．上下填充石英棉以均匀分布气 过【12J针对气体脱硫过程计算得出床层上固体硫分布 流。实验过程为：氧化铁脱硫剂样品首先在高纯N： 公式，并绘制其分布曲线。然而，再生作为脱硫剂循 保护下升至给定的反应温度。然后切换成按一定比 环过程组成部分，对于脱硫剂的再生，至今为止研 例混合的纯N：和0 混合气。当再生反应进行到指 究主要集中在脱硫剂再生工艺条件、再生产物分 定的时间后，混合气切换成高纯N ，在其保护下降 布、再生反应机理，却对脱硫