氧化锌脱硫
1、目前锌基脱硫剂研究现状
3、铁酸锌脱硫剂
4、钛酸锌脱硫剂
由于铁酸锌在还原性气氛下容易被还原为ZnO和Fe2O3并生成单质锌,其机械稳定性能的不好而限制了它的应用。在ZnO中引入氧化物TiO2的具有反尖晶石结构的钛酸锌受到很大的关注,TiO2有锐钛矿、金红石和板钛矿3种不同的晶型,其中的板钛矿不常用,锐钛矿和金红石结构均是钛氧八面体,二者的区别在于八面体的畸变程度和八面体间相互连接的方式不同。由于晶格缺陷等的影响,TiO2的加入能提高ZnO的稳定,并且提高其再生性能和脱硫率。钛酸锌脱硫剂便是由ZnO和TiO2组成,在氧化锌与二氧化钛高温焙烧过程中,Zn-Ti-O
形成ZnTiO3、Zn2Ti3O8和Zn2TiO4三种不同结构的钛酸锌盐,它们都是反尖晶的石结构;从硫容的角度讲,Zn2TiO4是最理想的结晶化合物,也是脱硫剂的主要成分。在ZnO中加入TiO2制成的具有反尖晶石结构的钛酸锌脱硫剂也是可以减少Zn的挥发损失,并能有较高的力学强度及抗H2和CO还原侵蚀的能力。,钛酸锌表现出最好的综合性能,既能抗磨损而且其硫容也较高。化学反应控制时,脱硫剂的硫化反应速率是金属氧化物活性组分与H2S之间的反应速率,并不受脱硫剂结构性质的影响;而内扩散控制时,硫化反应速率与脱硫剂的结构性质有着密切关系。王乃计等人的研究发现,钛酸锌虽有较高的力学强
度、抗高温性能以及抗H2和CO还原侵蚀能力;但氧、硫元素在钛酸锌晶格上也频繁更迭交换,也会引起脱硫剂结晶度降低、抗还原能力减弱等等。此外,TiO2不与H2S反应,它的加入会降低脱硫剂的硫容,且Ti-Zn-O脱硫剂在高于650℃时易破碎、易裂缝,导致活性降低,在再生时易形成硫酸锌。
对ZnO-TiO2脱硫剂进行的改性研究发现,ZnO-TiO2-SnO2在500℃时煅烧2小时,、TiO2的2倍、。但随煅烧温度的升高,反应形成Zn2TiO4、。在1 300℃时煅烧42小时,,由此可见SnO2,对改性钛酸锌具有一定的局限性。而Jun等人在钴和镍对钛酸锌脱硫剂进行的改性研究中认为,锌钛脱硫剂中加入质量分数25%的Co3O4时,高温和中温下均有良好的脱硫性能和较好的稳定性,多次循环后其活性无下降。Co不仅是硫化过程中的活性组分,而且能阻止Zn向脱硫剂外部的迁移,大大减少了单质锌的挥发损失;并减小了脱硫剂颗粒的膨胀或收缩。而镍的加入,则可以阻止CoSO4的SO2滑移,降低了反应温度,使脱硫剂在中温下亦显示出了良好的脱硫能力,经十几次的循环使用后无活性下降。ZrO2的加入可以改善其孔的结构,使ZnO-TiO2在若干个脱硫再生循环中保持较大的比表面积,水在再生过程中的加速效应也更为显著。对ZnO-TiO2中加入La2O3后的硫化再生性能研究发现,加入助剂后的脱硫剂经过5个循环测试,虽有少量硫酸盐生成,但无破碎现象,表现良好。
(1)压力
~ MPa下操作。试验证明,在常压~ MPa下,提高操作压力有利于提高反应速度,增加穿透前理论硫
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