氧化铁脱硫剂

    氧化铁脱硫剂

    氧化铁脱硫剂是一种以活性氧化铁（Fe2O3）的水合物为主要脱硫成份的一种脱硫剂。氧化铁属常温脱硫剂,可独使用或与常温羰基硫水解催化剂、有机硫转化吸收脱硫剂联合使用,具有节能的特点。氧化铁主要有七种晶型，分别为：α－Fe2O3H2O（α－FeOOH）、α－Fe2O3、β－Fe2O3H2O（β－FeOOH）、γ－Fe2O3H2O（γ－FeOOH）γ－Fe2O3、δ－Fe2O3H2O（δ－FeOOH）、δ－Fe2O3和Fe3O4。并且七种氧化铁晶型中只有四种具有较明显的脱硫活性，并且活性顺序由高到低依次为：γ－Fe2O3H2O、γ－Fe2O3、α－Fe2O3H2O和α－Fe2O3。氧化铁常温脱硫具有5个特征:对H2S的一级反应性；过程的不可逆性；液相负载(SLP)吸附性能；过程的阶段性；过程的自催化性。

    氧化铁对H2S的反应机理：

    从气固相吸附观点出发,氧化铁对H2S气体的吸附机理可认为由以下几个阶段组成:

    (1)气相本体中的H2S经气膜扩散到氧化铁脱硫剂的颗粒外表面；

    (2)H2S从颗粒外表面再进入到脱硫剂的毛孔中进行内扩散；

    (3)进入毛孔的H2S边扩散边同活性氧化铁(Fe2O3·H2O)反应或被化学吸附而生成硫化铁或者；

    (4)因脱硫而生成的水汽经由脱硫剂的毛孔反向扩散到颗粒外表面；

    (5)逸至脱硫剂颗粒外表面的水汽经气膜扩散进入气相本体。

    具体原理：

    铁的氧化物特别是水合氧化物用于气体脱硫,主要用于粗脱和半精脱。常温氧化铁脱硫原理是用水合氧化铁(Fe2O3#H2O)脱除H2S,其反应为脱硫反应:

    Fe2O3·H2O+3H2S=Fe2S3·H2O+3H2O

    Fe2O3·H2O+3H2S=2FeS+S+4H2O

    在含有H2S的气体通过脱硫剂时，H2S分子扩散到颗粒表面，之后在水膜中离解生成Fe2S3的水合物和FeS。

    氧化铁具有较好再生性能，充分发挥了其绿色的一面，再生反应式为：

    2Fe2S3·H2O+3O2=2Fe2O3·H2O+6S

    4FeS+3O2+H2O=2Fe2O3·H2O+4S

    再生操作大致经历了三个阶段:一是器外再生；二是器内间歇再生；三是器内连续再生。器外再生已废弃不用。间歇再生是目前采用的主要方法。再生反应速度较脱硫反应慢得多。

   氧化铁脱硫剂的分类：

    根据原料不同大致分为以下几种：

    （1）采用纯的水合氧化铁加上成型剂及造孔剂而成的脱硫剂。

    此种氧化铁脱硫剂所采用的是纯的水合氧化铁，而纯的水合氧化铁的生产工艺极其复杂和繁琐，因此，此法生产的脱硫剂水合氧化铁含量高，成本也较高。

    （2）采用与碱性物质加上成型剂及造孔剂而制成的脱硫剂。

    此种方法生产的脱硫剂由于原材料价格低廉，目前运用此法生产脱硫剂的厂家较多，但是水合氧化铁的含量较低。

    （3）采用天然铁矿为原料而制成的脱硫剂。

    此种方法生产的脱硫剂，由于受原材料产地限制，目前在山西的厂家以此法生产的较多。

    氧化铁脱硫剂的用途：

    氧化铁脱硫剂因其硫容大、价格低、可在常温下空气再生等特点在近几年迅速推广，更主要的原因是可以在无氧条件下脱硫气源中的H2S（活性炭无氧条件下不脱硫），经过近几年的改进，使氧化铁的耐水强度、脱硫精度得到了很大的提高，适应了大多数工业的脱硫工程。主要应用在高硫化氢的气源环境下、无氧或氧含量低的环境中。如沼气、煤气、水煤气、焦化气的硫化氢脱除。氧化铁精脱硫适用天然气、水煤气、半水煤气、空气煤气、焦炉气、变换气、CO2再生气、食品CO2、合成原料气、沼气、废气等各种气体的精脱H2S，也可与T水解504催化剂配套使用达到H2S＋COS≤0.06ppm，弥补TAC-101、TAC-102活性炭精脱硫剂的不足。