一种新型活性炭精脱硫剂的研制
【摘 要】通过对活性碳负载一定含量的特种活性组分，制备出DST-2型活性炭精脱硫剂，该精脱硫剂可用于精脱H2S和SO2，出口硫含量小于0.1ppm，特别适用于高CO2含量的原料气中的H2S和SO2的精脱硫。并可同时脱除COS、CS2。 可广泛用于尿素原料气、合成氨原料气及CO2原料气中无机硫和有机硫的脱除。
【关键词】活性炭 二氧化硫 有机硫 DST-2型 精脱硫剂
1 课题来源
这是一个来自于第五届东狮脱硫技术网徐州会议上的课题。由河北正定金石化工有限公司的技术人员提出，河北正定金石化工有限公司主要生产工业级碳酸锶。为降低生产成本和节能减排，自2006年初，对隔壁化肥厂的废二氧化碳进行再利用作为生产成品碳酸锶的二氧化碳原料气，现已成功应用于生产中。产品质量虽然基本达标，但是要想产品的质量升级，净化二氧化碳原料气是关键。经过对二氧化碳的原料气进行送样分析，经过中国计量科学研究院的检测分析，其中含有的SO2组分，含量在1-10ppm波动，认为是影响成品碳酸锶质量的关键。
因此河北正定金石化工有限公司派遣技术人员代表参加了东狮脱硫技术协作网第五次脱硫大会，并在会上提出了在生产中遇到的问题。这得到了我公司领导的高度重视，东狮脱硫技术网本着为化工行业服务的精神，针对此情况进行了深入的调查和研究，东狮气体净化研究中心也投入人力、物力进行针对性的研究，最终开发出DST-2型活性炭精脱硫剂，可用于精脱H2S、SO2，特别适用于高CO2原料气中H2S和SO2的脱除，并具有很高的硫容，脱硫精度达到出口硫含量< 0.1ppm。
2 实验部分
2.1 实验用原料气其催化剂制备
原料气的组成为：SO2：0.2%、O2：0%-3%、CO2：10%-99%、N2为平衡气；H2S：0.43%、CO2：10%-99%、N2为平衡气，COS：102ppm，N2为平衡气，CS2：100ppm，N2为平衡气。实验所用气体均由大连光明特种气体有限公司提供。
催化剂的制备：称量一定量的活性炭载体，在室温条件下浸渍与一定浓度的活性组分混合液中，浸渍2小时后，在120-200℃烘干，制得DST-2型精脱硫剂。
对比样品催化剂1：JNT-3型活性炭精脱硫剂
对比样品催化剂2：JNT-3A型有机硫精脱硫剂
2.3 实验装置及操作
反应时进料气的流量为100mL/min，反应在室温条件下进行，出口SO2 的检测用德国MRU公司生产的Delta 2000CD-IV型烟气分析仪和甲醛吸收液—副玫瑰苯胺分光光度法。出口H2S 、COS、CS2的检测均采用气相色谱法
3 实验结果与讨论
3.1 空速对脱硫性能的影响
脱硫剂体积一定时，空速随进料气体流速的增加而增加，试验中测定了不同空速对脱硫剂脱硫性能的影响。如图2所示。试验表明：随着空速的降低，工作硫容逐渐提高，表明原料气与催化剂接触的时间越长，对H2S、SO2的选择性吸附越彻底，工作硫容也越高。
3.2 原料气中CO2含量对脱硫性能的影响
改变CO2在原料气中的含量，测定DST-2型催化剂脱除H2S和SO2的工作硫容。试验证明：普通的活性炭脱硫剂受CO2组分含量的干扰较大，不适合在CO2含量较高的条件下使用，而DST-2型活性炭精脱硫剂的选择性很好，受CO2组分的干扰较小，工作硫容保持稳定。因此DST-2型活性炭精脱硫剂更适合在高CO2含量条件下使用。
3.3原料气中O2含量对脱硫性能的影响
改变O2在原料气中的含量，测定该催化剂脱除H2S和SO2的工作硫容。试验表明：H2S的脱除以催化氧化为主，因此需要原料气中含有少量的氧，理论上O2/H2S=0.5就够了，但实际脱硫时为了增加反应推动力，加快反应进行，提高脱硫效果，则要求气源的O2/H2S大于3为好。而原料气中的O2含量能够促进催化剂脱除SO2。O2的存在促进了催化氧化反应速度，提高了催化剂脱除SO2的能力。
3.4使用温度对脱硫性能的影响
在不同的温度条件下，进行脱硫性能测定。试验结果表明：当使用温度低于20℃时，气-固的吸附效果不好，出口也偏高。所以要求其使用温度应控制在25-35℃之间。
3.5有机硫的脱除
以COS、CS2原料气考察了DST-2型活性炭精脱硫剂对有机硫的脱除效果。实验结果表明：DST-2型活性炭精脱硫剂可同时脱有机硫。并具有较高的硫容，DST-2型活性炭精脱硫剂实现了脱硫的多样化，多功能。
4 结论
DST-2型精脱硫剂可用于精脱H2S和SO2，且具有硫容高，选择性好，不受原料气中CO2含量的影响等特点。可应用于甲醇、合成氨、食品用CO2等原料气的精脱硫。DST-2型活性炭精脱硫剂研究开发也是东狮脱硫技术协作网为脱硫行业服务精神的体现，也诚挚脱硫行业人员支持东狮脱硫技术协作网，积极交流问题和经验，把脱硫搞得更好，更环保。
5 参考文献
[1] 费小猛等,改性活性炭脱除含CO2原料气中低浓度SO2的研究进展.广州大学.2006.31(4):68-72.
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[4] 张龙等,气体脱硫过程常用分析方法.化学工业出版社,2006.
