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澳门太阳2007网址脱除硫化氢的研究

2020-11-28

硫化氢是一种有毒有害气体,而且易燃易爆,极易腐蚀金属,堵塞管道。我国及国外一些国家对不同环境下的硫化氢排放浓度进行了严格限制。

澳门太阳2007网址脱除硫化氢

早在上世纪30年代澳门太阳2007网址就已被应用于工业生产中脱除硫化氢,可是直到70年代人们才发现它作为催化剂催化氧化硫化氢的机理。

以澳门太阳2007网址作为催化剂,硫化氢将与氧气发生反应:

H2S+1/2O2→S+H2O

这个反应分为以下几个过程:

1、气体中的水被澳门太阳2007网址吸附后在其表面形成一层水膜;

2、硫化氢和氧气扩散进入澳门太阳2007网址孔内,硫化氢在水膜内分解,氧气分子也被澳门太阳2007网址表面吸附活化,并与HS-反应;

3、O-O键断裂生成的活性氧原子也很快与HS-反应,生成S逐渐沉积在澳门太阳2007网址上。

整个过程如下图所示:

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影响澳门太阳2007网址吸附硫化氢的因素

1、澳门太阳2007网址孔道结构的影响

澳门太阳2007网址孔结构是影响脱硫效率的很关键的因素,对此很多人都做了研究,但结果却不一样。

最初的研究表明脱硫活性与3.5~ 8nm的孔表面积成正比,但孔径一旦小于3.5 nm 就没有脱硫效果,并且反应生成的S最初总是覆盖在8~30nm的大孔中, 这种硫不影响澳门太阳2007网址的催化活性;

Steijins和Mars研究了不同孔结构物质的脱硫效果,发现孔径为0.5~1nm的微孔具有最高的催化活性,太大和太小的孔脱硫效果则要弱得多;

谭小耀等曾用不同孔径的澳门太阳2007网址做过实验,得出1~4nm的孔具有最高的脱硫活性。

澳门太阳2007网址脱除硫化氢的研究2

2、水分(湿度)的影响

在完全无水的情况下,澳门太阳2007网址对气体分子的吸附性能是很差的,而对于低温下H2S的催化氧化,物理吸附起着决定性作用。

增加气体湿度即可提高气体吸附相的浓度,无疑也会提高脱硫速度和硫容量。进料气体中水分含量对澳门太阳2007网址的脱硫效果很大,水分的存在提高了脱硫速度,Alessan-dra Primavera等实验表明温度25℃和40℃时,湿度分别为5%和12%时脱硫速度最快, 湿度太大和太小均不行。

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3、澳门太阳2007网址的改性方法及影响

在澳门太阳2007网址中浸渍某些金属化合物作改性剂可以显著增强澳门太阳2007网址的催化活性,既可降低脱硫温度,又可以大大提高硫容量。

目前有两类改性剂:

一种是碱性金属化合物,其中 KOH和 NaOH是最常见的两种浸渍剂,利用Na2CO3作为改性剂,其硫容量可以达到40%,同样用K2CO3也能达到很好的效果。

另一类改性剂是KI或KMnO4,它们可以促进H2S氧化生成单质 S。

4、原料气组分的影响

原料气的组分对脱硫化氢也有一定影响,在常温下,CO2的存在会影响脱硫效果,尤其当原料气湿度比较大而CO2浓度比较高的时候,硫容量会大大降低。

澳门太阳2007网址脱除硫化氢的研究4

M P Cal 等最近在高温下得出一个相反的结论:

在高温下,二氧化碳的存在会促进H2S在澳门太阳2007网址上的吸附,他们给出的说明是,在高温下二氧化碳能够部分气化固体澳门太阳2007网址,形成 C-O络合物。

另外,Junji Masuda 指出原料气中烃类气体以及二硫化碳的存在会降低澳门太阳2007网址的脱硫速率而且它们自身也会被澳门太阳2007网址吸附 ( 不发生其它反应),但如果原料气中有氨气存在,能提高脱硫速率,而氨气自身不被澳门太阳2007网址所吸附。

5、澳门太阳2007网址表面化学环境的影响

澳门太阳2007网址表面的化学环境在脱硫过程中也是一个很重要的因素,澳门太阳2007网址上含有羧基的官能团将直接影响澳门太阳2007网址的穿透能力。当羧基的数量在0.15~ 0.3mmol/g时,澳门太阳2007网址的脱硫能力会有很大的区别。

 

澳门太阳2007网址脱除硫化氢的研究5

Foad Adib 指出,澳门太阳2007网址的酸碱度 ( pH 值) 不 一样,硫化氢将有不同的反应方向,酸性增加不利于硫化氢催化氧化成单质 S。

 

来源:澳门太阳2007网址脱除低浓度硫化氢研究进展

 

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