ISS络合铁-多酚催化剂脱硫技术

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第6期(总第115期)煤化工No．6(TotalNo．115)2004年12月CoalChemicalIndustryDec．2004ISS络合铁一多酚催化剂脱硫技术华南平项裕乔(1．苏州大学化学化工学院，215006；2．宁波远东化工科技有限公司，315041)摘要介绍了一种络合铁一多酚脱硫催化剂，包括脱硫、再生原理，脱硫及再生的热力学趋势，以及电化学性质；并着重阐述了在合成氨厂各种不同制气的半脱、变脱装置上的应用情况。除了在合成氨脱硫装置的应用

2、外，ISS脱硫催化剂也可以在焦炉煤气、城市管道煤气及油田弛放气等多种脱硫场合使用。关键词络合铁多酚催化剂脱硫再生文章编号：1005—9598(2004)一06—0051—05中图分类号：TQ546．5文献标识码：A硫装置上的应用结果充分表明了ISS脱硫催化剂具引言有反应速度快、脱硫净化度高、再生完全、价格低廉、不会对环境造成二次污染等特点。在煤、石油和天然气三大能源中，我国的煤炭，无论在储藏量、开采量，还是在使用量上都位居世界前1脱硫反应原理列。煤在作燃料燃烧时产生的大量含硫化合物会对环境造成极

3、大的污染，在以煤制气合成化工产品或焦化湿式氧化脱硫为多相催化反应，其催化反应机时，气体中存在的硫化物会对催化剂和产品造成极大理：的甚至是无可挽回的损失。由于经济及市场等原因，(1)硫化氢吸收高硫含量煤炭的使用量正在逐年上升。因此，选择一在碱性溶液中原料气所含硫化氢与碱液生成硫个脱硫效率及净化度高、经济实用的脱硫催化剂显得氢根离子，由气相转为液相：十分重要。H2S+OH一一HS一+H20’(1)工业脱硫的方法很多，当气体中硫化氢含量较高其转化效率与溶液的pH值有关，一般来说溶液时，采用湿式氧化法脱

4、硫系统投资较小，脱硫效率较的pH值越高，转入液相越多(图1)。高，所吸收的硫化氢在催化剂的氧化作用下生成单质(2)氧化脱硫硫磺可自行从液相中分离；脱硫液的再生可采用空气三价络合铁化合物将Hs氧化成单质硫，本身被直接氧化完成脱硫一再生循环，分离的硫磺经加热熔还原为二价络合铁化合物：融成块，纯度高。湿式氧化脱硫法是一种经济实用的Fe(III)(络合态)+HS—脱硫方法_1]。Fe(II)(络合态)+s+H(2)ISS脱硫催化剂是一种二元湿式氧化催化剂，主多酚类物质(以对苯二酚为例)也参与催化剂的要活

5、性组分为络合铁化合物和多酚类物质。以变价金“氧化脱硫”：属铁的络合物为脱硫催化剂，多酚物质作为再生催化HO—C6H4-OH+(1／2)02一O=C6H4=0+H20(3)剂。2002年投入商业运行，在20多个不同流程的脱0=C6H1=0+HS一+H20一HO—C6H4-OH+S+0H一(4)(3)还原再生收稿日期：2004—07—28多酚物质与空气中的氧生成醌，醌将二价络合铁作者简介：华南平，男，1946年8月生，1969年毕业于北京化合物氧化为三价络合铁化合物，恢复氧化脱硫能大学，副研究员，现

6、从事物理化学的教学工作，研究方向为力，完成催化反应的脱硫一再生循环。工业催化。HO—C6H4-OH+(1／2)02一O=C6H4=0+H20(5)维普资讯http://www.cqvip.com52一煤化工2004年第6期m∞∞∞加∞∞如∞加00=CH=0+Fe(II)(络合态)+2H20一H0一c6H一0H+Fe(III)(络合态)+2OH一(6)(4)有机硫的清除nb0＼脱硫过程中有机硫首先吸收转化，再经催化剂氧＼褂化成单质硫被清除：COS+20H一一(CO2S)一+H20(7)咖】∽CS2

7、+20H一一(COS2)一+H20(8)∽(COS。)}+2Fe(III)(络合态)一·c0。}+2Fe(II)(络合态)(9)在脱硫及再生过程中尚有大量的副反应发生，比／L较重要的有：氰根与铁离子生成铁氰酸盐增强脱硫效果[33，硫被氧化为硫代硫酸盐、亚硫酸盐、硫酸盐等⋯。图2总铁含量对脱硫效果的影响2．3脱硫液pit值对脱硫效果的影响2脱硫效果图3是总铁质量浓度为0．50g／L、不同pH值时脱硫液的静态脱硫，4、5、6曲线分别表示脱硫液pH值2．1脱硫溶液pH值与【H：SI／[HS一】气一液相

8、平衡的7．50、8．50、9．50弱时∞的脱如硫效∞果。加当脱m硫液的∞pH值增关系大时，脱硫效果有明显的提高。图1是脱硫溶液pH值与[Hs]／[Hs一]气一液相平衡的关系[43。图1表明，溶液中[Hs]离子的质量分数随着溶液pH值的增大而增大，在气液两相接触的传质过程中，溶液pH值的增大对溶液吸收气相中的硫＼化氢并转为[Hs一]有利，过高的pH值使碳酸钠或氨水b0＼祷的添加量增大。pH≥12时液相中的[Hs一]离子的质量分数会急剧减少，工业上采用pH值8-9的碱性水溶咖】∽液作为吸收、传递介质