氧化鐵脫硫劑

    氧化鐵脫硫劑是一種以活性氧化鐵（Fe2O3）的水合物為主要脫硫成份的一種脫硫劑。氧化鐵屬常溫脫硫劑,可獨(dú)使用或與常溫羰基硫水解催化劑、有機(jī)硫轉(zhuǎn)化吸收脫硫劑聯(lián)合使用,具有節(jié)能的特點(diǎn)。氧化鐵主要有七種晶型，分別為：α－Fe2O3H2O（α－FeOOH）、α－Fe2O3、β－Fe2O3H2O（β－FeOOH）、γ－Fe2O3H2O（γ－FeOOH）γ－Fe2O3、δ－Fe2O3H2O（δ－FeOOH）、δ－Fe2O3和Fe3O4。并且七種氧化鐵晶型中只有四種具有較明顯的脫硫活性，并且活性順序由高到低依次為：γ－Fe2O3H2O、γ－Fe2O3、α－Fe2O3H2O和α－Fe2O3。氧化鐵常溫脫硫具有5個(gè)特征:對(duì)H2S的一級(jí)反應(yīng)性；過程的不可逆性；液相負(fù)載(SLP)吸附性能；過程的階段性；過程的自催化性。

    氧化鐵對(duì)H2S的反應(yīng)機(jī)理：

    從氣固相吸附觀點(diǎn)出發(fā),氧化鐵對(duì)H2S氣體的吸附機(jī)理可認(rèn)為由以下幾個(gè)階段組成:

    (1)氣相本體中的H2S經(jīng)氣膜擴(kuò)散到氧化鐵脫硫劑的顆粒外表面；

    (2)H2S從顆粒外表面再進(jìn)入到脫硫劑的毛孔中進(jìn)行內(nèi)擴(kuò)散；

    (3)進(jìn)入毛孔的H2S邊擴(kuò)散邊同活性氧化鐵(Fe2O3·H2O)反應(yīng)或被化學(xué)吸附而生成硫化鐵或者硫酸亞鐵；

    (4)因脫硫而生成的水汽經(jīng)由脫硫劑的毛孔反向擴(kuò)散到顆粒外表面；

    (5)逸至脫硫劑顆粒外表面的水汽經(jīng)氣膜擴(kuò)散進(jìn)入氣相本體。

    具體原理：

    鐵的氧化物特別是水合氧化物用于氣體脫硫,主要用于粗脫和半精脫。常溫氧化鐵脫硫原理是用水合氧化鐵(Fe2O3#H2O)脫除H2S,其反應(yīng)為脫硫反應(yīng):

    Fe2O3·H2O+3H2S=Fe2S3·H2O+3H2O

    Fe2O3·H2O+3H2S=2FeS+S+4H2O

    在含有H2S的氣體通過脫硫劑時(shí)，H2S分子擴(kuò)散到顆粒表面，之后在水膜中離解生成Fe2S3的水合物和FeS。

    氧化鐵具有較好再生性能，充分發(fā)揮了其綠色的一面，再生反應(yīng)式為：

    2Fe2S3·H2O+3O2=2Fe2O3·H2O+6S

    4FeS+3O2+H2O=2Fe2O3·H2O+4S

    再生操作大致經(jīng)歷了三個(gè)階段:一是器外再生；二是器內(nèi)間歇再生；三是器內(nèi)連續(xù)再生。器外再生已廢棄不用。間歇再生是目前采用的主要方法。再生反應(yīng)速度較脫硫反應(yīng)慢得多。

   氧化鐵脫硫劑的分類：

    根據(jù)原料不同大致分為以下幾種：

    （1）采用純的水合氧化鐵加上成型劑及造孔劑而成的脫硫劑。

    此種氧化鐵脫硫劑所采用的是純的水合氧化鐵，而純的水合氧化鐵的生產(chǎn)工藝極其復(fù)雜和繁瑣，因此，此法生產(chǎn)的脫硫劑水合氧化鐵含量高，成本也較高。

    （2）采用硫酸亞鐵與堿性物質(zhì)加上成型劑及造孔劑而制成的脫硫劑。

    此種方法生產(chǎn)的脫硫劑由于原材料價(jià)格低廉，目前運(yùn)用此法生產(chǎn)脫硫劑的廠家較多，但是水合氧化鐵的含量較低。

    （3）采用天然鐵礦為原料而制成的脫硫劑。

    此種方法生產(chǎn)的脫硫劑，由于受原材料產(chǎn)地限制，目前在山西的廠家以此法生產(chǎn)的較多。

    氧化鐵脫硫劑的用途：

    氧化鐵脫硫劑因其硫容大、價(jià)格低、可在常溫下空氣再生等特點(diǎn)在近幾年迅速推廣，更主要的原因是可以在無氧條件下脫硫氣源中的H2S（活性炭無氧條件下不脫硫），經(jīng)過近幾年的改進(jìn)，使氧化鐵的耐水強(qiáng)度、脫硫精度得到了很大的提高，適應(yīng)了大多數(shù)工業(yè)的脫硫工程。主要應(yīng)用在高硫化氫的氣源環(huán)境下、無氧或氧含量低的環(huán)境中。如沼氣、煤氣、水煤氣、焦化氣的硫化氫脫除。氧化鐵精脫硫適用天然氣、水煤氣、半水煤氣、空氣煤氣、焦?fàn)t氣、變換氣、CO2再生氣、食品CO2、合成原料氣、沼氣、廢氣等各種氣體的精脫H2S，也可與T水解504催化劑配套使用達(dá)到H2S＋COS≤0.06ppm，彌補(bǔ)TAC-101、TAC-102活性炭精脫硫劑的不足。