固定床干法脱硫批发技术是采用氧化催化剂把烟气中的二氧化硫先氧化成为三氧化硫然后被氢氧化钙吸收生成硫酸钙。这个方法在工程上的实现是采取类固定床技术(间歇式移动床),二氧化硫干法吸附剂的成型颗粒装于固定床干法脱硫设备中,烟气流过后,其中的二氧化硫氧化成为三氧化硫并被反应固化成为硫酸钙固体。整个过程不使用水,亦不产生废水。而且也不存在消白的需要。操作控制过程就是一个步骤,简单的很。脱硫效果可以根据要求调节接触时间即可,可以达到100 %去除,对于烟气条件短时间的一些波动不敏感,对于烟气温度也不很敏感,几乎适于所有的烟气条件。此方法适合所有规模的应用,从电厂石油脱硫剂烟气脱硫到焦化炉工业民用锅炉的脱硫均可有效实现目的。过程简单,效果卓异,投资运行均较省。在干法脱硫固定床中,烟气由下部往上部升,二氧化硫干法吸附剂在重力作用下从上部往下部降,与烟气进行逆行流接触。脱硫反应受烟气温度反应波动不明显,在室温~300℃均有良好的脱硫效率。烟气由下部进入干法脱硫固定床中后,随着与二氧化硫干法吸附剂的接触SO2即被脱除,烟气均布装置还巧妙利用饱和脱硫剂有效拦截烟气中的灰尘,达到深度除尘的效果。二氧化硫干法吸附剂料层的高度灵活调节可以从容应对烟气中SO2浓度和粉尘的变化。干法脱硫固定床在结构上采用模块化设计,通过灵活的单元开启和关闭可适应锅炉负荷变化,且系统布置灵活,可正负压运行。整个工艺极其简单,烟气经除尘之后直接进入干法脱硫固定床,进入干法脱硫固定床内的烟气在穿过二氧化硫干法吸附剂的同时,烟气中的二氧化硫等污染物被去除,净化后的烟气经净烟道汇集通过烟囱排出,且无白烟现象。
因此,石油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。实际应用石油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油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油脱硫剂氧化锌脱硫剂脱除。
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。
目前国内外对石油脱硫剂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:高温石油脱硫剂煤气脱硫剂应具有优良的硫吸附能力,这将有助于减少石油脱硫剂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:石油脱硫剂脱硫剂材料应以低成本获得。