从20世纪中期至今,关于石化脱硫剂脱硫剂的制备工作已经有世界范围内的众多科研机构和学者进行了不计其数的试验和研究。如今被用在中石化脱硫剂高温煤气脱硫剂中的活性组分主要可以为两类:单一金属氧化物和复合金属氧化物。虽然石化脱硫剂煤气高温脱硫剂的研制已经取得了一定的成果,但是与工业要求还有一定的差距。本文针对目前高温石化脱硫剂脱硫剂存在的优缺点进行了系统的总结,并对今后脱硫剂的研究进行了分析。
因此,石化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。实际应用石化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石化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石化脱硫剂氧化锌脱硫剂脱除。
石化脱硫剂氧化铁脱硫剂是广泛使用的干法脱硫剂,通过构建两种硫化的石化脱硫剂氧化铁脱硫剂表面在O2气氛下发生再生过程的气固模型,得到了硫化的石化脱硫剂氧化铁脱硫剂的再生机理。得出以下主要结论:关于H2S与氧化铁脱硫剂的脱硫过程,主要存在生成H2和生成H2O两条脱硫路径。研究表明:这两条脱硫路径是竞争性的。在脱硫过程中,石化脱硫剂氧化铁脱硫剂起到了两种作用:一方面,在H2S的解离过程中,石化脱硫剂氧化铁脱硫剂起催化剂作用并生成H2;另一方面,在生成H2O的路径中,两个氢原子夺去了石化脱硫剂氧化铁脱硫剂表面的O原子,同时S原子填补了被夺取的O原子所在的位置,氧化铁脱硫剂参与了反应,起到了反应物的作用。经过两条不同的脱硫路径会产生两种硫化表面,在生成H2的路径中,S原子吸附在表面的Fe顶位,我们称之为“硫吸附表面”,在生成H2O的路径中,表面的O原子的替代导致脱硫剂的降解,我们称之为“含硫表面”。无论脱硫过程生成的产物是H2还是H2O,H2S在表面的解离是脱硫过程中所经历的共同步骤。在脱硫过程中含硫表面的形成会导致H2S脱硫剂表面的解离活化能垒升高,对脱硫过程不利。在脱硫剂表面掺杂第二金属Co、Cu和Zn可以有效的降低H2S在氧化铁脱硫剂表面解离的活化能,有利于脱硫过程的进行。氧化铁表面的原子空缺会影响其脱硫性能。表面Fe空缺的存在可以有效的降低H2S解离的活化能,有利于脱硫过程的进行,而表面O空缺的存在导致表面金属活性位消失,对脱硫过程不利;O2气氛不仅可以再生硫化的脱硫剂,还可以修补脱硫剂表面的O空缺。氧化铁脱硫剂两种硫化表面都存在两条相互竞争的再生路径,且其决速步骤都是O2的解离。因此,降低O2解离。因此,降低O2解离的活化能有利于再生过程的进行。另外在O2的气氛下,表面O空缺的修补很容易。因而在O2气氛下再生,可有效的改善氧化铁脱硫剂的脱硫性能。
石化脱硫剂脱硫剂装填好坏直接影响使用效果,必须引起足够重视,整个石化脱硫剂脱硫剂装填过程应有专人负责,并注意以下几点:1)在脱硫塔的格蓖板上先铺设二层网孔小于为8-10目的不锈钢网(2)在铁丝网上再铺设一层20-30mm, Φ20-30mm厚的碎焦块。(3)由于运输、装卸过程中会产生粉尘,装填前需要过筛。(4)使用专门的装填工具,卸料管应能自由转动,使料能均匀装填反应器四周,严禁从中间倒入脱硫剂,防止装填不匀。(5)石化脱硫剂脱硫剂在使用过程中随吸硫量的增大而强度递增,故在脱硫塔中应分层装填。每层按脱硫剂装填高度划线,保证装足、装平、装匀。(6)装填过程中,严格禁止直接踩踏硫剂,可将木板垫在料层上,再进入扒料和检查装填情况。(7)脱硫原料气入口处,应装上格蓖板或碎焦块,以防止吹散石化脱硫剂脱硫剂。
新型有机硫石化脱硫剂脱硫剂除硫化氢、二氧化硫等无机硫化物,但对硫醇、硫醚等有机硫化物的脱除效率较低,而且在实际处理过程中还存在碱液储存、废液和碱渣处理等一系列环保问题。本公司开发了一系列固体脱硫剂,采用化学催化吸附的方法,高效脱除原料中存在的硫醇、硫醚、羰基硫等轻有机硫化物,适用原料如液化气(碳四)、生物柴油等。
①为防止向沼气中投加的空气过量,应定期化验脱硫塔出口沼气中O2的浓度,氧含量应控制在1%以下。②不但要定期检测脱硫前沼气中H2S的含量,还要检测脱硫后H2S的含量,当脱硫效率低于90%时,说明脱硫剂已经接近饱和和硫容,石化脱硫剂脱硫剂已失效,应更换石化脱硫剂脱硫剂,可从脱硫塔底部放掉部分失效的脱硫剂,在从顶部补充新的脱硫剂。③为保证脱硫效果,脱硫塔内氧化铁的装填量应保证反应层高度与脱硫塔直径之比大于3~4。注:定期检测脱硫罐内的O2含量以及脱硫前后H2S含量,可配置一台便携沼气分析仪Gasboard-3200Plus,实时获取现场工艺参数,以控制空气进入量,确定脱硫剂换新时间,保证石化脱硫剂脱硫剂再生效果与脱硫效率。