影响氧化锌脱硫的因素.pdfVIP

· 6 · 气体净化 2009年第 9卷第 6期 影 响 氧 化 锌 脱 硫 的 因素 冯 续，赵素云，高 兴，李 博 (北京三聚环保新材料股份有限公司，北京 100080) 摘要 ：在氧化锌脱硫剂脱硫机理的基础上 ，分析 了工艺操作条件，如压力、温度 、空速 、反应器设计及 装填 ，脱硫在制造过程中自身对脱硫性能的影响。指出很多工艺因素影响氧化锌脱硫剂脱除H s的效 率 ，有些 已在设计装置时固定了，但是在有可能的情况下，有条件地改变操作条件(如后期适当提高操作 温度)，可以进一步发挥氧化锌脱硫剂的性能。不 同配方 的氧化锌脱硫剂有不 同的吸收特性 ，脱硫效率 也取决于脱硫剂 的选用 用纯氧化锌制成 的高密度脱硫剂不如将脱硫剂制成疏松多孔结构的脱硫剂有 效 。加入合适 的助剂也可进一步提高氧化锌 的脱硫能力 。 关键词 ：氧化锌脱硫剂；工艺条件 ；脱硫效率 ；助剂 氧化锌脱硫剂作为一种优 良的转化吸收型精脱 脱硫剂才能获得较高的硫容。 硫剂 ，广泛应用于合成氨、合成甲醇 、制氢等以天然 反应过程原料 中H。S分子从气体主体扩散并 气 、煤制气、炼厂气和轻油为原料的脱硫过程。 吸附于脱硫剂表面。随后 H：S分子在晶体表面发 氧化锌脱硫剂用于精细脱除硫化物，在 350℃ 生去质子过程，生成硫离子，使表面电子浓度发生改 以上的高温下硫容可达 3O96／以上，脱硫精度也高， 变。硫离子向ZnO晶体扩散，与 Zn反应生成 ZnS。 是工业中常用 的温域。在 常温下，硫容较低 (高于 而同时氧离子 向表面扩散。其 ZnO的六方 晶系变 1O )，但仍能获得更高 的脱硫精度。如出 口H S 成了体积较大 的ZnS等轴 晶系 ，孔率 明显下降，只 可达 0．02×10 (体积分数)以下，在脱硫精度要求 有内层 ZnO晶格上的氧离子不断向外层扩散 ，与外 更严格的情况下，仍不失为一个较佳选择 。 层的硫离子进行交换才能使反应不问断地进行。反 在大多数情况下，氧化锌脱硫剂常用于脱除原 应集 中在产物层与未反应核的界石上 ，这种 向固相 料气中的H S，有机硫存在 时，尤其是噻吩等难以 内部运动是通过 ZnS和 ZnO晶格的缺 陷、位错、边 转化的非反应硫存在时，必须先经 Co—Mo或 Ni— 界、缺位等活泼的地方进行 的。以氧化锌为主要成 Mo等加氢脱硫催化剂 ，使有机硫转化为 H S后 ，再 分的T302型脱硫剂的宏观动力学及微观动力学行 用氧化锌将其脱除，以保护后序镍系蒸汽转化催化 为表明[1]，无论宏观脱硫行为还是微观脱硫行为， 剂免于中毒，同时也避免镍系催化剂的析炭、过热和 脱硫过程均存在控制段的转移，反应初期为表面化 损坏炉管 。以前通常要求原料 中的硫化物脱除至 学反应控制 ，随着反应的进行，产物层不断由表面向 0．1×10 (体积分数)以下，目前先进的制氢工艺及 中心移动。逐渐受产物层的扩散控制。其反应速率 煤制油工艺中要求原料中的硫脱除至 0．02×10 常数及有效扩散系数可表示为 ： (体积分数)以下 。