煤炭的清洁、高效利用既会对我国的能源战略产生重要影响,也是我国经济、资源、生态可持续发展的关键手段。本文对以单一金属氧化物和复合金属氧化物为活性组分的高温脱硫剂技术煤气脱硫剂的研究进展进行了综述,同时,对多样化的复合金属脱硫剂技术脱硫剂制备、硫化及再生等方面的研究状况进行了综述。目前,我国雾霾频发,大气污染状况严重,而燃煤排放被当作造成雾霾的罪魁祸首,大量的低阶煤由于热值太低得不到充分利用。基于这一国情,有限煤炭等化石能源的高效转化与清洁利用成为我国亟待解决的重要问题。
1 单一金属氧化物脱硫剂作为目前世界范围内研究和工业化最广泛的中高温脱硫剂技术煤气脱硫剂,氧化铁脱硫剂具有活性组分Fe2O3储量丰富、价格合理以及热力学性能优良、硫容大和反应活性高等优点。Lin等在脱硫剂制备过程中,以铁元素含量为考察因素,发现通过增加脱硫剂中的铁含量可以显著提高脱硫剂的性能,且脱硫剂技术氧化铁脱硫剂的高反应活性归因于纳米铁颗粒在脱硫剂孔隙结构中的高度分散。Mi等通过使用紫砂土作为载体制备氧化铁脱硫剂并进行了多次硫化-再生循环测试,结果表明在第一次硫化-再生循环之后,脱硫剂的硫容下降了约10%,但是在循环2次之后,硫容维持在一个固定数值不再降低,Mi等也因此认为该脱硫剂具有可被用于高温煤气脱硫的能力。Fan等采用胶晶模板法制得三维有序大孔脱硫剂技术氧化铁脱硫剂(图1),并且在固定床反应器上对其进行了穿透动态评价实验。表征及实验结果证实,该脱硫剂大孔结构整齐有序,三维空间相互贯通,活性组分高度分散在载体上。对比传统方法制备的脱硫剂具有比表面积大和穿透硫容高的优点。
氧化铁脱硫时,沼气中的H2S在固定氧化铁(Fe2O3·H2O)的表面进行反应,沼气在脱硫器内的流速越小,接触时间越长,反应进行得越充分,脱硫效果也就越好。当脱硫剂技术脱硫剂中的硫化铁含量达到30%以上时,脱硫效果明显变差,脱硫剂不能继续使用,需要再生。将失去活性的脱硫剂与空气接触,把Fe2S3·H2O氧化析出硫磺,即可使失去活性的脱硫剂技术脱硫剂再生。由于再生时析出硫沉积在氧化铁的表面,有时竟达到氧化铁含量的2.5倍以上,所以要其中的硫分离出来,或更换新的脱硫剂。
高效复合脱硫剂技术脱硫剂针对天然气行业硫化氢含量高、无氧、气量小,要求脱硫精度高、轻油和水分离较难、无法再生使用的特点,我公司成功开发了WNY复合除硫剂,该产品以活性氧化铁为主要成分,添加氧化锌和氧化铜做为助剂,使脱硫精度更高、反应速度更快。与通用脱硫剂技术脱硫剂比较具有的特点为:在脱硫精度要求小于1ppm时累计工作硫容达70%,为普通脱硫剂的3倍;孔结构非常发达可以有效脱除未分离完全的轻油和其他杂质;有良好的耐水性,沸水长时间浸泡不开裂不泥化,可以抵抗偶然带水造成的脱硫剂泥化和结板现象。该产品除供应国内市场外,还出口到其它国际市场,广受好评。
脱硫剂技术原油脱硫剂,主要是一种油溶性的杂环化合物,用于化学清除天然气、原油和燃料油品中的硫化氢,和硫醇,其与硫化氢产生不可逆反应,反应速度快,提高温度有利于硫醇的脱除。原油脱硫是为了存储及加工时减少硫化物如亚硫酸的产生,从而减少对设备的腐蚀 原油中的硫以硫化氢或是单质硫存在,这时可以加入强氧化剂脱去硫份,如果加入过多或是出现高温很容易发生火灾。