位置:首页 >> 常见问题 >> 正文

影响氧化锌脱硫的因素

(1)脱硫剂中ZnO的种类氧化锌脱硫剂的主要原料ZnO,按生产工艺不同可分为2类:即以锌锭为原料在1 000℃ 以上高温下气化(间接法)制得的非活性氧化锌,和以碱式碳酸锌经5O0-550℃焙烧分解制得的活性氧化锌。以活性氧化锌为原料制得的脱硫剂比非活性氧化锌为原料制得的脱硫剂硫容高得多。这是因为,氧化锌脱硫剂的活性和硫容是以比表面积和孔径分布为函数的,若孔容较小(被相对大的硫化物离子所堵塞),则HS难以到达脱硫剂粒子的中心;若孔径很大,则吸收的有效面积就较小,硫容明显减少。
(2)助剂的影响
在制备氧化锌脱硫剂时,向其中加入一些物质,增加反应的活性中心,以提高其硫容,尤其是低温硫容。氧化锌是n型半导体,氧化锌导带中的电子影响导电率,导电率越高,提供的电子越多,氧化锌表面的碱性就越强,越有利于HS2的吸附。因此,添加合适的助剂,如第一周期过渡金属氧化物铜或钴盐能提高氧化锌的脱硫能力
(3)成形压力
氧化锌脱硫剂的活性除与原料有关外,还间接与成型时挤压强度有关。太大的挤压强度会导致脱硫剂的比表面积减小和孔隙率的降低,太小的挤压强度又会导致脱硫剂强度太低。因此,制造脱硫剂时必然是这些相矛盾参数的折衷选择。不能只用单纯的ZnO就能制成有效的脱硫剂。加入少量的载体,能够形成多孔的疏松的结构,并使氧化锌脱硫剂具有大的比表面积。
(4)制备时的焙烧条件
在反应器已经确定的情况下,影响氧化锌脱硫的主要因素有三个方面
A)脱硫剂自身的特性
氧化锌脱硫剂本身的化学组成、物理结构对脱硫剂的活性有很大影响。具体体现在ZnO的类型及含量、强度、磨耗、孔径、孔容、孔的分布及表面上。
B)操作条件的影响
温度:在200,400?之间硫容增加比较明显且随温度升高而增加,因此,在单独使用氧化锌时,为了提高对有机硫化物的转化吸收能力,可以适当的提高使用温度。在使用后期提高一点反应温度,对提高硫容量,延长更换周期都是有好处的,但不要超过420?,以防止烃类热裂解而造成结碳。
压力:提高压力可以降低线速度,有利于提高反应速度,一般在常压,4MPa范围内使用。
空速:在保证有足够的线速度,不存在气膜效应的前提下,采用较低的空速对提高脱硫效率是有利的。但是也要考虑到设备的体积和利用率。一般空速范围-1-1为1000,2000h,液空速为1,6h。
加氢量:当单独使用ZnO脱硫剂脱除有机硫化物时,会出现结碳和一些聚合物残存在表面上,从而降低了硫容。如果加些氢氮气(氢通常是液态油体积的50%),会阻止结碳聚合物生成。
水汽比:在低温下与水汽比关系不大,在300?以上时,随着汽/气的增大,硫容量下降是明显的。
C)硫化物的类型和浓度影响
总的来说,硫化氢比有机硫化物反应速度快,简单的有机硫比复杂的反应速度快。另外,原料中含硫化合物的浓度超过一定的范围对反应有明显的影响。氧化锌能与HS反应生成难于解离的ZnS,ZnO也能吸收一般的有机硫化物,氧化锌吸收HS后生成β,ZnS,气平衡常数为Kp=PHO/PHS,一般认为ZnO脱除HS时为一级反应。金属氧化物与HS结合能力(脱硫精度)为CuO>ZnO>NiO>CaO>MnO>Ni>Cu>MgO。ZnO脱硫能力仅次于CuO,某些常温氧化锌脱硫剂中添加CuO就是为了提高其脱硫能力。由此可见,CuO含量应该对其脱硫能力也会有影响。

脱硫过程不同于催化过程,ZnO或COS不仅进入ZnO固体颗粒毛孔后在内表面吸附,而且渗透到ZnO晶粒内部进行反应。减小粒度虽能降低孔扩散阻力,但氧化锌脱硫是由外向内生成一致密β,ZnS层包裹在ZnO上,ZnS的硫离子可渗透到ZnO微晶内部与氧粒子交换,直至整个六方晶系ZnO完全转化为立方晶系ZnO为止。所以其粒度与表面结构应该也会影响脱硫效果。

氧化锌脱硫剂
氧化锌脱硫剂是以ZnO为主要组分,添加CuO、MnO、A10等为促进剂的精细脱硫剂,因其脱硫精度高、使用简便、性能稳定可靠、硫容高而占据着重要地位,广泛应用于合成氨、制氢、合成甲醇、煤化工、石油炼制、饮料生产等行业,以脱除天然气、石油馏分、油田气、炼厂气、合成气(H+CO)、二氧化碳等原料中的硫化氢及某些有机硫。由于氧化锌脱硫剂可将原料气(油)中的硫脱除
到0.5,0.1μg,g以下,从而保证了下游工序的蒸汽转化、低变、甲烷化、甲醇、低压联醇、羰基合成等含镍、铜、铁及贵金属催化剂免于硫中毒。

目前我国氧化锌脱硫剂的型号主要有T303、T304、T302Q、T305、T306、T307、KT310等10余种,但在大、中型氨厂,制氢、甲醇合成及食品级C0净化及其他有机原料脱硫中,常用的仅有5,6种。其中T305型脱硫剂采用了特殊复合制备工艺,在保证足够ZnO含量的情况下,引入添加剂、助剂,使产品具有良好的孔结构,最大限度地提高了ZnO和HS反应的内表面利用率,主要性能指标均高于国外产品,在国内工业应用业绩佳。

济源市鲁泰纳米材料有限公司是河南济煤能源集团有限公司下属独资子公司,是一家拥有研发生产能力为一体的国家高新技术企业。公司成立于2012年,位于河南省济源市经济技术开发区,占地面积200余亩。企业技术力量雄厚,检测设备齐全,内控体系严格。目前年产纳米氧化锌10000吨、氧化锌脱硫剂8000吨。作为专业的氧化锌厂家,公司生产的“同力”牌纳米级高活性氧化锌系列产品,具有粒子小、活性高、比表面积大、易分散,有效锌高、重金属含量低等优点。