新型常溫脫硫劑吸收硫化氫的好條件以及物理化學(xué)性能分析。

    目前常用的制備干法脫硫劑的原料有：天然沼鐵礦、人工氧化鐵、顏料廠和硫酸廠的下腳鐵泥、鋼鐵廠的紅泥等。

干法脫硫劑制備方法為：

1.以天然沼鐵礦為原料
    將直徑1～2mm顆粒含量大于85%的天然沼鐵礦按比例摻混木屑(疏松劑)和熟石灰。其質(zhì)量比為：沼鐵礦95%，木屑4%～4.5%，熟石灰0.5%～1 %，用水均勻調(diào)濕至含水30%~40%，拌合均勻。

2.以人工氧化鐵為原料
    將顆粒直徑為0.6～2.4mm的鐵屑與木屑按質(zhì)量比1:1摻混(可根據(jù)具體情況，范圍稍有波動(dòng))，灑水后充分翻曬進(jìn)行人工氧化，控制三氧化二鐵與氧化亞鐵含量比大于1.5作為氧化合格標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)脫硫箱之前再加入0.5%的熟石灰。

3.以顏料廠和硫酸廠的下腳鐵泥或鋼鐵廠的紅泥等為原料
    鐵泥與一倍的木屑摻混，經(jīng)人工涼曬氧化后，也可作脫硫劑使用。脫硫劑應(yīng)保持一定的堿度，除加入一定量的熟石灰使之呈堿性外，也可噴灑稀氨水，控制PH值為8～9左右。所加的堿和水在脫硫過(guò)程中起助催化劑作用。當(dāng)煤氣通過(guò)脫硫劑床層時(shí)，硫化氫與活性氫氧化鐵發(fā)生上述脫硫反應(yīng)以及再生反應(yīng)。

    由于反應(yīng)后生成的元素硫不斷沉積在脫硫劑上，同時(shí)因焦油霧等雜質(zhì)使脫硫劑結(jié)塊，阻力上升，脫硫效率下降，因此需要定期再生和更換脫硫劑。通常采用箱外再生的方法，即將脫硫劑放在曬場(chǎng)上再生，曬場(chǎng)上脫硫劑的厚度不要超過(guò)300mm，并定期翻動(dòng)使其進(jìn)行充分氧化。一般情況下，新脫硫劑使用時(shí)間約為半年，經(jīng)過(guò)再生后的脫硫劑使用時(shí)間約三個(gè)月。根據(jù)資源及脫硫效率情況，脫硫劑可以使用一次或經(jīng)再生使用l～2次后廢棄。

    脫硫劑中氧化鐵含量應(yīng)占風(fēng)干物料質(zhì)量的50%以上，其中活性氫氧化鐵含量應(yīng)占70%以上，其中不應(yīng)含腐植酸或腐植酸鹽，其pH值應(yīng)大于7。如腐植酸類(lèi)含量大于1%時(shí)，將導(dǎo)致脫硫劑氧化，而降低脫硫劑的硫容量以及脫硫反應(yīng)速度。此外，為使脫硫劑在使用中不因硫的聚積過(guò)于增大體積，并使脫硫劑床層變得密實(shí)而增大煤氣流動(dòng)阻力，制備的脫硫劑在自然狀態(tài)下應(yīng)是疏松的，其濕料堆積密度應(yīng)小于800 kg/m³。

    如前所述脫硫及再生的兩個(gè)反應(yīng)，都是放熱反應(yīng)。反應(yīng)熱使煤氣溫度升高，造成煤氣中水蒸汽、相對(duì)濕度降低，脫硫劑中部分水分蒸發(fā)，被煤氣帶走.使再生反應(yīng)遭到破壞，所以脫硫之前需要向煤氣中加入一些水蒸汽。在堿性脫硫劑中，硫化氫與活性組分發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)，即脫硫反應(yīng)：
2Fe(OH)3+3H2S=Fe2S3+6H2O  
Fe2S3=2FeS+S  
Fe(OH)2+H2S =FeS+2H2O

    當(dāng)有足夠的水分時(shí)，脫硫劑的再生是用空氣中的氧氧化脫硫所生成的硫化鐵，發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)，即再生反應(yīng)：
      2Fe2S3+3O2+6H2O=4Fe(OH)3+6S
      4FeS+3O2+6H2O=4Fe(OH)3+4S

    實(shí)踐表明脫硫劑吸收硫化氫的好條件為：溫度28～30ºC，脫硫劑的水分不低于30%。從上述主要反應(yīng)可以看出，每脫除1kmol硫化氫需0.5kmol氧和1kmol水用于脫硫劑再生。焦?fàn)t煤氣中通常含氧量為0.5%～0.6%（體積%），即可滿(mǎn)足含硫化氫15g/m³左右的煤氣在脫硫再生時(shí)的需要。當(dāng)硫化氫含量較高時(shí)為降低干法脫硫劑消耗，需先經(jīng)過(guò)濕法脫硫后再用干法進(jìn)行脫硫。

    上述脫硫和再生是兩個(gè)主要反應(yīng)，這兩個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。脫硫劑經(jīng)過(guò)反復(fù)的脫硫和再生使用后，在脫硫劑中硫磺聚積，并逐步包住氫氧化鐵活性微粒，致使其脫硫能力逐漸降低。因此，當(dāng)脫硫劑上積有30％～40％(按質(zhì)量計(jì))的硫磺時(shí)，需更換新的脫硫劑。