氧化锌脱硫中氢的气氛效应及动力学表征.pdfVIP

第 26 卷 第 5 期 26　 5 燃　料　化　学　学　报 V o l N o 1998 年 10　月 JOU RN AL O F FU EL CH EM ISTR Y AN D T ECHN OLO GY O ct 　 　1998 　　　 氧化锌脱硫中氢的气氛效应及动力学表征 樊惠玲 　郭红生　郭汉贤　张俐霞 (太原理工大学煤化工研究所　太原　030024) 摘　要　用热重法研究了粉末氧化锌脱除H 2 S 的氢气氛效应。研究结果表明, 在 200～ 320 ℃的温 度范围内, 氢的存在影响着脱硫进程, 并在氢含量为 30% 处出现正负效应的逆转。氢气氛下氧化锌 脱硫的动力学行为可用改良收缩核模型来表征, 给出了不同控制区的动力学参数估值。 关键词　气氛效应, 脱硫, 氢, 氧化锌 氧化锌脱硫剂常用于以煤为原料的化工气体的净化过程中。随着它研制的不断完善及更 广泛的运用, 人们开始不单单重视固体本身脱硫行为的研究, 且逐渐意识到气氛效应这一未知 领域的存在, 即在脱硫剂使用过程中, 与硫化物并存的某些非硫气体尽管表面上不参与反应, [ 1 ] 但对脱硫速率却有着显著影响 。实验室结果直接用于生产, 往往出现较大的差异, 究其原因, 除了温度、压力等因素外不少应归之于所处气氛不同。近年来, 我们在研究氧化锌脱硫动力学 [2 ] 的基础上, 对气氛效应开展了工作 , 本文着重报道合成氨、合成油等工业过程中常见的氢气 对粉末氧化锌脱硫行为的气氛效应的研究结果。 1　实验部分 11　实验方法　采用热重法, 微量热天平为 1 型, 量程 1～ 200 , 感量 00 1 。 T G m g m g 将一定浓度的H 2 S 与氢气的混合气通过热天平的反应管中, 在规定条件下测取ZnO 脱硫 过程的增重值 随时间 变化的热重曲线, 并演算出转化率 与 的关系, 以此来进行气氛 W t x t 效应的研究。 转化率的计算公式为: W M ZnO x = × CZnO ×W M Zn S M ZnO 12　反应物料　H 2 S 由F eS 与盐酸反应制得, 精制后的H 2 S 经高纯氮气稀释, 再配以一定量 的氢气作为反应用气体。 固体物料为西北化工研究院生产的T 305 型氧化锌脱硫剂, 经研磨过筛、烘干处理后使用。 13　脱硫剂的物性参数与实验条件　氧化锌脱硫剂的物性参数见表 1, 实验条件见表 2。 表 1　T 305 脱硫剂的物性参数 T ab le 1　Phy sica l p aram eter s o f T 305 de su lfu r izer 2 · 1 % · 1 · 1 · 1 S m g rgo nm CZnO w m o l l m o l l V m l g