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,从电厂煤气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。
煤气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煤气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,得到了硫化的煤气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,煤气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,煤气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,两个氢原子夺去了煤气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。
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煤气脱硫剂煤气脱硫剂,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,且煤气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煤气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。
煤气脱硫剂高硫容氧化铁脱硫剂是一种固体脱硫剂,有无氧气存在均可脱硫。其原理是将废气中的含硫化合物化学吸附到煤气脱硫剂脱硫剂的小孔中,改变其化学组成从而净化气体。当煤气脱硫剂高硫容氧化铁脱硫剂达到饱和后,即其不再具有脱硫能力需要对其进行再生,如采用水蒸汽进行汽提再生。但是,高硫容氧化铁脱硫剂在长时间使用后,其活性会不断下降,如其中的小孔被一些杂质物所堵塞,这时脱硫剂就失活了,但当反应体系有微量氧存在时可提高其脱硫活性,延长使用寿命。废脱硫剂可以回收其中的活性成分。大大降低了对环境的污染。