主要功能和特点适用于各种性质的含硫原油具有油溶性-水中分散特性,对油和水及气态H2S及有机硫能全方位的作用;在多项介质的环境,对H2S选择性好,除硫效率高;加药量小,反应快,脱硫效果显著,降低幅度大。产品对钢铁几乎无腐蚀;产品不含盐,不易造成析盐;加注工艺简单。加药主要通过计量泵,能耗很小;氢氧化钙脱硫剂脱硫剂在常温下就可以发生脱硫反应。氢氧化钙脱硫剂原油脱硫剂反应后,生成物性能稳定,受热不易分解,能生物降解;生成物为水溶性稳定的有机多硫化合物,在联合站破乳脱水工艺处理后,随水排出-可注回油井,或排入废水处理厂,不随原油带入炼油厂。
高效干法脱硫的具体反应过程是首先通过物流吸附将H2S吸附在吸附剂的表面,然后是吸附剂与H2S发生化学反应生成单质硫的过程。因为高效干法脱硫所使用的脱硫剂大多数是粉末状或颗粒状,其整个过程是在完全干燥的环境下进行的,所以脱硫过程不会对设备和管道等产生腐蚀和结垢的影响。干法脱硫的适用范围是含较低浓度的H2S的气体,其优点在于脱硫工艺设备比较简单及工艺技术方面比较成熟。目前,最常用的干法脱硫方法有氧化铁法、氧化锌法、活性炭吸附法和膜分离法等。这四种脱硫方法中只有氧化铁与活性炭是可以再生的,而参与脱硫失去活性并不可再生废氧化铁和活性炭已被列为国家危废名录,因此,采用氧化铁法与活性炭法的企业单位还会碰到到后续脱硫废弃物的回收处理问题。
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氢氧化钙脱硫剂煤气脱硫剂,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,且氢氧化钙脱硫剂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氢氧化钙脱硫剂氧化铁脱硫剂(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。
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氢氧化钙脱硫剂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氢氧化钙脱硫剂脱硫剂制备、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。
氢氧化钙脱硫剂氧化铁脱硫剂因其硫容大、厂家价格低、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。 针对上述情况,我公司技术人员经过几年潜心研究,开发了HYF系列新型氧化铁脱硫剂,其特点是: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,弥补活性炭精氢氧化钙脱硫剂脱硫剂的不足, 使氢氧化钙脱硫剂氧化铁脱硫剂新工艺应用更为广泛。
因此,氢氧化钙脱硫剂氧化锌脱硫剂用于中、高温脱硫时,硫容较高,而低温脱硫时硫容较低,但脱硫精度更高。根据水蒸气含量、温度和H2S平衡浓度间的关系,若操作温度和水蒸气含量均较高时,H2S的平衡浓度将会超过对脱硫净化度指标的要求。实际应用氢氧化钙脱硫剂氧化锌脱硫时,工艺气体中水蒸气含量较高(如在低温变换前),则采用较低的操作温度,以保证脱硫精度,工艺气体中基本不含水时,则采用较高的操作温度,以便在保证脱硫精度的前提下充分发挥氢氧化钙脱硫剂脱硫剂的效能,达到尽可能高的硫容。当原料中有氢存在时,羰基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚等会在反应温度下发生转化反应,生成的硫化氢进一步被氧化锌吸收。噻吩及其衍生物在氧化锌上与氢发生转化反应的能力很低,因此,单独用氧化锌不能脱除噻吩类硫化物,需借助钴钼催化剂的加氢,转化成硫化氢后才能被氢氧化钙脱硫剂氧化锌脱硫剂脱除。