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。
脱硫剂技术氧化锌脱硫剂是以ZnO为主要组分,有时添加CuO、MnO、Al2O3等为促进剂的精细脱硫剂技术脱硫剂,因其脱硫精度高、使用简单、稳妥可靠、硫容高,在气体净化中占据着重要的地位,广泛应用于合成氨、制氢、合成甲醇、煤化工、石油炼制等行业,以脱除原料中的硫化氢及某些有机硫,保证下游工序免于硫中毒。
脱硫剂技术氧化铁脱硫剂因其硫容大、价格低、可在常温下空气再生等特点而深受用户欢迎。但也存在着强度差、遇水粉化、脱硫精度不高(1ppm)等不足之处,影响了其工业应用。特点:1、脱硫精度高:进口H2SI1000ppm时,出口H2S 0.05ppm,比普通Fe2O3的脱硫精度(1ppm)高20倍;2、反应速度快:使用空速1000-20000h-1比普通Fe2O3要高3—6倍;3、工作(透穿)硫容大:在1和2的条件下,一次性精脱H2S硫容有O2时为15—20%,是普通Fe2O3脱硫剂的3—6倍。4、强度好、耐水性好。水煮2h或浸泡30天不粉化、强度不变。 5、适用温度范围广,5—90℃6、可在无O2或高CO2条件下应用。无氧时精脱H2S硫容12—15%。该脱硫剂适用天然气、水煤气、半水煤气、空气煤气、焦炉气、变换气、CO2再生气、食品CO2、钢厂原料气、沼气、石油化工等各种气体的精脱H2S,也可与水解504催化剂配套使用达到H2S+CO2≤0.06ppm,弥补活性炭精脱硫剂的不足,使脱硫剂技术氧化铁脱硫剂新工艺应用更为广泛。
目前国内外对脱硫剂技术脱硫剂性能的选择标准主要集中在以下几点:(1)热力学性质:脱硫剂制备材料必须是热力学性能较优的,这样有利于在需要的温度下脱除99%以上的H2S;(2)硫容:高温脱硫剂技术煤气脱硫剂应具有优良的硫吸附能力,这将有助于减少脱硫剂技术脱硫剂的用量和体积上的要求;(3)脱硫剂硫化与再生动力学:硫化与再生动力学应维持较高速率以减少硫化-再生循环所需时间;(4)稳定性:脱硫剂应具有较高的机械与热稳定性,以抵御多次硫化-再生循环中的反复与长时间高温加热;(5)可再生性:金属硫化物完全转化回到金属氧化物而不产生副产物(例如硫酸盐)的能力,一般来说,再生反应是放热的,温度控制是防止烧结的必要条件之一;(6)低成本:脱硫剂技术脱硫剂材料应以低成本获得。
制备脱硫剂技术氧化锌脱硫剂的方法一般用到干混法、沉淀法、溶胶凝胶法。干混法是传统方法,现在用的较多的是沉淀法,而溶胶凝胶法是最近新的方法,还处于实验阶段。干混法是将氧化锌粉末和其它一些助剂、造孔剂、粘结剂通过添加适量水、有机溶剂、搅拌、研磨、机械破碎、超声波、震动等一些列粉碎手段将这些混合物均匀混合,再经过挤条机或压片机等机器挤压成片状或条状或球形等不同形状,后经干燥和焙烧即为成品。