活性炭脱硫剂的脱硫机理及工艺条件对脱硫的影响

文章编号:1000-4416(2002)04-0365-02活性炭脱硫剂使用寿命影响因素的分析X魏有福(陕西兴化集团有限责任公司,陕西兴平713100)摘要:探讨了活性炭脱硫剂适用的工艺条件,对活性炭脱硫的设计提出了建议。

关键词:燃气脱硫;活性炭;硫容;再生中图分类号:T U996.6 文献标识码:B1　引 言我公司采用重油制气制合成氨工艺,原料气脱硫先用ADA法将H2S体积分数降到25×10-6,然后用干法脱硫将H2S体积分数降到1×10-6以下。

原来干法脱硫用ZnO,由于成本高而改为活性炭,但使用情况不理想,使用寿命较短,差的仅几天,好的也不到一个月。

其硫容还不到5%,远低于活性炭的使用硫容,下面分析其原因。

2　使用工艺条件活性炭脱H2S是在氨的催化作用下,与吸附在活性炭上的氧反应生成硫磺而被脱除。

因此原料气中须含有一定量的氧、氨,并具有一定的湿度。

(1)氧和氨的含量在脱硫过程中,氧与氨都是直接参与化学反应的物质,对脱除H2S,工业生产中氧含量一般控制在超过理论需要量的50%～100%,或者使脱硫后气体中残余氧的体积分数小于0.1%。

若含H2S为1g P m3的工艺气体,活性炭脱硫时,要求氧的体积分数为0.05%,对含H2S为10g P m3的气体,含氧的体积分数达到0.53%;一般,高炉煤气、焦炉煤气、水煤气、半水煤气、发生炉煤气等气体中都含有一定量的氧,用活性炭脱硫不须用外加氧。

而天然气、重油制气等气体中不含氧,若用活性炭脱硫,须要外加氧,以保证氧含量。

氨易溶于水,使活性炭孔隙内表面的水膜呈碱性,增加了吸收H2S的能力,对脱硫有催化作用。

当净化H2S时,氨的用量很少,一般保持在0.1～0.25 g P m3即可。

一般来说,煤制气的气体用活性炭脱硫其中的氨含量足够,而重油制气、天然气等用活性炭脱硫就需外加氨。

我公司生产的重油制气中不含氧和氨,而用活性炭脱硫时,也没有外加氧和氨,这是活性炭使用寿命短的主要原因之一。

T102、T103精脱硫剂已广泛用于合成氨、甲醇、联醇、甲烷化、合成燃料、食品CO2、聚丙烯等生产工艺中精脱硫。

EAC-2或EAC-3型活性炭精脱硫剂97年元月已通过化化工部和湖北省联合主持的专家鉴定，分别被化工部化肥催化剂标准化技术归口单位正式命名为T102和T103型活性炭精脱硫剂，列为国家正式产品。

一、与普通脱硫剂相比，T102及T103精脱硫剂有下列特点：1.脱硫精度高。

普通脱硫剂脱硫精度为出口H2S≤1.0ppm，用于粗脱硫；而EAC精脱硫剂脱硫精度高为出口H2S≤0.03ppm。

2.反应速度快。

研究表明，EAC的穿透空速是普通脱硫剂的2~3倍。

工业使用时，普通脱硫剂的使用空速为200~500h-1，EAC的使用空速为1000~2000h-1左右。

3.精脱硫剂的工作（穿透）硫容高。

研究表明，EAC型精脱硫剂工作硫容为其它常温脱硫剂的3~5倍。

三、反应原理及质量检验标准1. 反应原理原料气中的H2S与残存的O2作用生成硫沉积在微孔中。

其反应式为：H2S＋1/2O2＝S＋H2O △H＝－434.0KJ/molDS-1精脱硫剂DS-1精脱硫剂是湖北省化学研究院采用全新配方及工艺研制开发出来的新型、高效耐缺氧型精脱硫剂，可在10~150℃的无氧条件下，用于天然气、油田气、液化气、炼厂气、合成气、变换气等多种气体及石脑油、汽油等液态烃的精脱硫，以保证各类气体及油品的总硫和铜片及银片腐蚀达标，保证蒸气转化、低变、甲烷化、甲醇、联醇、合成氨、聚丙烯和羰基合成等含镍、铜、铁及贵金属催化剂的正常使用和产品质量的提高。

一、性能特点（1）特别适用于无O2的气体或液体，在使用过程中不需向脱硫系统补充空气或氧气。

目前，国内各种活性炭与氧化铁（精）脱硫剂的硫容在无O2工况下急聚下降，ZnO虽然可以使用，但在低常温下硫容低、价格高。

对比试验表明在低常温无O2工况中，DS-1精脱硫剂的硫容比国内最好的脱硫剂产品要高3倍。

脱硫方法大全(1)吸附剂载体以偏硅酸钠、硫酸铝为基本原料，采用凝胶法按偏硅酸钠、硫酸铝、导向剂、黏结剂顺序加料，在90℃晶化条件下制备；吸附剂以M2为活性组分，在浸渍温度为70o C，浸渍时间为4 h，焙烧温度为350℃，焙烧时问为6 h的条件下制备。

按此条件所制备的吸附剂吸附效率达99％-100％，吸附容量达76～83g／kg，烟气经过吸附处理后硫体积分数降低到0.O1％以下，达到GB13271—91的最高要求。

经过5个循环稳定性实验，吸附剂的吸附率仍保持在99．O％以上，吸附容量在76 g／kg以上。

(吸附再生干法烟气脱硫吸附剂的制备)(2)利用粉煤灰、CaO及添加剂在一定条件下反应而生成水合硅酸钙,从而合成脱硫剂,并通过对所制得的脱硫剂进行脱硫性能试验,研究高效脱硫剂的制备工艺,包括配比、添加剂的种类、添加量、反应温度、反应时间等参数.粉煤灰(简称FA) 是电厂的副产品,是煤经高温燃烧后的产品,主要化学成分是Al2O3 ,SiO2 ,Fe2O3 ,CaO 等,CaO 本身是脱硫剂,而Al2O3 ,SiO2 ,Fe2O3具有催化作用.利用粉煤灰、CaO与水发生消化作用,由于粉煤灰可以发生火山灰效应生成水合硅酸钙和水化铝酸钙,其反应如下:mCa(OH)2 + SiO2 +(n-1)H2O = mCa·SiO2·nH2OmCa(OH)2 + Al2O3+(n-1)H2O = mCa·Al2O3·nH2O这一系列水化产物以不化硅酸钙为主,其产物孔隙率高,比表面积也大,因而在反应中活性比Ca(OH)2高,与此同时,飞灰在碱性环境中溶出物可增加钙对SO2的吸附活性,从而提高了钙的利用率和对SO2的吸收效率.(高效干法脱硫剂的研究与开发)(3)有机脱硫剂：单乙醇胺（MEA）在醇胺中碱性最强。

它与酸性组分反应迅速, 能很容易地使H2S含量降至5mg/m3以下。

它既可脱除H2S,也可脱除CO2。

工业脱硫方法引言工业脱硫是指通过各种技术手段，将工业废气中的二氧化硫（SO2）等硫化物去除，以减少对环境的污染和人体健康的影响的过程。

随着环境保护意识的增强和相关法规的推行，工业脱硫技术不断发展和改进，本文将对常用的工业脱硫方法进行全面、详细、完整的探讨。

常见的工业脱硫方法1. 石灰石/石膏法1.1 原理利用石灰石（CaCO3）或石膏（CaSO4）与二氧化硫反应生成钙亚硫酸钙（CaSO3）或钙硫酸钙（CaSO4）的反应，从而达到去除二氧化硫的目的。

1.2 优缺点•优点：原料易得，成本较低；脱硫效率高，在适当条件下可以达到90%以上；反应产物可用于其他工业。

•缺点：反应过程产生大量废水，需要进行处理；脱硫剂的利用效率不高。

2. 活性炭法2.1 原理活性炭具有高度的吸附性能，能够吸附工业废气中的二氧化硫。

2.2 优缺点•优点：吸附效率高，可达到90%以上；吸附剂可再生，使用寿命较长；对其他污染物也有一定的吸附效果。

•缺点：活性炭成本较高；吸附过程会产生大量的二氧化碳等温室气体。

3. 生物脱硫法3.1 原理利用硫氧化细菌等微生物，通过氧化还原反应将二氧化硫还原为硫酸等化合物，从而去除二氧化硫。

3.2 优缺点•优点：对废气中的二氧化硫去除效果好，可达到90%以上；过程中不产生二氧化碳等温室气体；副反应较少。

•缺点：菌种培养和维持需要耗费一定的成本；操作条件较为苛刻，需要控制温度、湿度等因素。

不同方法的比较和选择1. 脱硫效率比较通过实验和应用，可以对不同的工业脱硫方法进行脱硫效率的比较。

根据实际情况选择合适的脱硫方法，以达到环境保护要求。

2. 能耗比较不同的工业脱硫方法在处理工业废气时，消耗的能量也各不相同。

从能耗的角度考虑，选择能耗较低的脱硫方法对于企业的经济效益更加有利。

3. 设备投资比较工业脱硫方法的实施需要相应的设备，各种脱硫方法所需的设备成本也不同。

根据企业的经济状况和实际情况，选择相对经济合理的工业脱硫方法。

活性焦物质对于脱硫脱硝的影响摘要：通过研究烟气在活性焦的脱硫脱硝机理，研究了不同情况下的烟气使用活性焦对SO2和NO的吸附能力的影响，并分别用SEM、FT-IR、XPS和BET等方法对其孔结构和表面性质进行了分析。

通过研究表明，活性焦的脱硫和脱氮性能与其孔结构与活性焦表面化学性质相关，孔隙体积是决定污染物脱除率的关键因素，表面官能团则在污染物的化学吸附上发挥着重要作用。

此外二氧化硫对活性焦的吸附量大于NO，烟气中的氧或蒸汽的存在对脱硫和脱氮效果并未产生明显影响。

当烟气中存在氧和蒸汽时，活性炭的脱硫脱氮效果明显提高，氨不仅能将一氧化氮还原成氮，而且提升了活性焦去除SO2的效果。

关键词：活性焦；脱硫脱硝；效率；工作机制1引言SO2和NOx是燃煤烟气中最主要的污染物质，这也是个造成大气环境恶化的原因。

烟气中的SO2和NO被去除需要一套脱硫脱硝的集成装置，高度集成化的设备可以有效的节约运行成本，是烟气净化研究的热点。

国内外许多学者对其进行了探索和研究，并开发了多种净化方法和工艺。

一般来说，它可以有两种方式，一种是湿法净化，另一种是干法。

湿法烟气脱硫技术的代表是湿法烟气脱硫脱硝，干法如高能辐射化学法和固体吸附法。

比较而言，以活性焦作为吸附剂的干式吸附不仅可以回收硫资源，大大降低生产成本，而且不会产生二次污染。

由于该工艺在净化过程中不需要水，特别适合于缺水地区的烟气净化，因此对于这种方式的研究使用越来越多。

然而，活性焦去除污染物的机理尚不确定，制约了该技术的发展。

因此，活性焦脱硫脱硝理论还需要更多的研究。

2活性焦的特性研究活性焦表面粗糙、凹凸不平，有明显的棱角和缺陷，包括一些狭缝（如表1所示）。

通过活性焦孔隙体积参数，活性焦的孔径较小，与中孔的孔体积较低。

活性焦的表面还含有许多官能团，特别是含氧官能团。

活性焦本身的特性会影响其去除性能，特别是对极性污染物的吸附和催化反应。

表1 活性焦的孔容特性3 SO2 和 NO 的脱除机制研究在石英固定床反应器中，对活性焦对于SO2和NO的去除进行了评价。

合成气脱硫脱碳脱硫的LI的：硫化物是各种催化剂的毒物，对甲烷转化和中烷化催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂、屮醋合成催化剂、氨合成催化剂的活性有显著影响。

硫化物还会腐蚀设备和管道，给后面工段的生产带来许多危害。

因此，对原料气中硫化物进行清除是十分必要的。

1.1干法脱硫中国五环化学工程公司(原化工部第四设计院)推荐使用RS - II型(或RS - III)活性炭脱除变换气中的H2S。

实际使用中，为提高活性炭的工作硫容，常向变换气中补入一定量的空气，这给后续工序的安全生产留下了一定的隐患。

山于原料煤来源的多样化、劣质化，使得脱硫槽出口的H2S波动大，脱硫剂更换频繁，工人劳动强度大，亦不经济。

对于甲醇厂,变换气脱硫后，还需精脱硫，干法脱硫净化度不高，将大大提高精脱硫成本。

1. 2湿法脱硫山于采用干法变换气脱硫存在硫容低、更换频繁和净化度不高等缺点，越来越多的厂家采用湿式氧化还原法脱除变换气中的H2S，湿法主要有ADA法、楮胶法、MSQ 法和PDS法。

1.2. 1. W胶法楮胶法是我国特有的脱硫技术，是使用最多的变换气脱硫技术。

楮胶是山植物的果皮、叶和干的水淬液熬制而成，主要成分是丹宇。

山于来源不同，丹F组分也不同，但都是山化学结构十分复杂的多疑基芳坯化合物组成，具有酚式或醍式结构。

其脱硫原理如下：碱性水溶液吸收H2S、C02 :Na2C03 + H2S NaHC03 + NaHSNa2C03 + C02 + H20 2NaHC03五价饥氧化HS-析出硫磺，五价帆被还原成价饥：2V5 + + HS- 2V4 + + S + H+同时覘态楮胶氧化HS-析出硫磺，酿态楮胶被还原成酚态楮胶：TQ + HS- THQ + S覘态楮胶氧化四价饥离子，使帆获得再生：TQ + V4 + + H20 V5 + + THQ + 0H-空气中的氧氧化酚态楮胶，使楮胶获得再生，同时生成H202 :2THQ + 02 2TQ + H202德州化肥厂是合成氨联醇厂，原采用干法脱硫，使用过程中，发现干法脱硫硫容低, 使用寿命短，更换频繁，流程长,压差大，能耗高。

煤炭脱硫原理介绍煤炭脱硫是一种常用的污染物削减技术，用于降低燃烧过程中产生的硫氧化物排放量。

本文将深入探讨煤炭脱硫的原理，解释不同的脱硫方法以及其适用性。

二氧化硫（SO2）的排放问题煤炭燃烧是主要的二氧化硫（SO2）排放源之一。

SO2是一种有害气体，对人类健康和环境都有潜在风险。

通过减少煤炭中的硫含量，或在燃烧过程中捕捉和转化SO2，可以有效降低其排放量。

煤炭脱硫方法以下是常见的煤炭脱硫方法：1. 燃烧前脱硫燃烧前脱硫是通过减少煤炭中的硫含量来降低SO2排放的一种方法。

这可以通过煤炭的选矿、洗淘或降矸等物理方法实现。

这种脱硫方法对于所使用的煤炭有一定的限制，不适用于无法进行物理处理的煤炭。

2. 燃烧时脱硫燃烧时脱硫是一种将SO2捕捉转化为无害物质的方法。

常用的燃烧时脱硫技术包括湿法烟气脱硫和干法烟气脱硫。

2.1 湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫是通过将燃烧后的烟气与脱硫剂接触来捕捉和转化SO2。

常见的湿法脱硫方法有石灰石-石膏法和海水脱硫法。

2.1.1 石灰石-石膏法石灰石-石膏法是一种常见的湿法脱硫方法，通过将石灰石（CaCO3）喷入烟气中，与SO2反应形成石膏（CaSO4·2H2O），进而捕捉和去除SO2。

石膏可以作为一种有用的副产品进行回收利用。

2.1.2 海水脱硫法海水脱硫法是一种新兴的湿法脱硫技术，相对于传统的石灰石-石膏法具有较低的运行成本和较高的脱硫效率。

海水中的镁离子能够与SO2反应生成硫酸镁，从而从烟气中去除SO2。

这种方法还可以产生高纯度的氯化钠作为副产物。

2.2 干法烟气脱硫干法烟气脱硫是通过将燃烧后的烟气与固体脱硫剂接触来捕捉SO2。

常见的干法脱硫方法有喷雾床脱硫法和流化床脱硫法。

2.2.1 喷雾床脱硫法喷雾床脱硫法使用水作为脱硫剂，在干燥的床料上通过喷雾的形式来捕捉SO2。

脱硫后的气体与床料中的水蒸气反应生成硫酸，再与床料中的固定碱反应形成盐。

2.2.2 流化床脱硫法流化床脱硫法是一种将固体脱硫剂喷入流化床燃烧器中的方法，通过与SO2接触来捕捉SO2。