氧化鐵脫硫劑的核心作用在于其活性組分,主要是各種形態(tài)的水合氧化鐵(Fe?O?·H?O )與 H?S 發(fā)生化學(xué)反應(yīng):
1、脫硫反應(yīng):H?S 被化學(xué)吸附在脫硫劑表面,硫元素與鐵元素結(jié)合生成硫化鐵或單質(zhì)硫,水是主要副產(chǎn)物。此過程脫硫劑顏色通常從黃褐色/紅褐色轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?黑褐色,直觀指示其吸附飽和程度。
2、再生反應(yīng):空氣中的氧氣將硫化鐵重新氧化為具有脫硫活性的羥基氧化鐵(FeOOH),并析出單質(zhì)硫。脫硫劑顏色逐漸恢復(fù)。再生過程可控性至關(guān)重要,避免過熱導(dǎo)致活性組分燒結(jié)失活。
核心特點(diǎn)與性能
高選擇性: 對(duì) H?S 有很強(qiáng)的化學(xué)親和力和選擇性,能有效脫除。
可再生性: 是其優(yōu)勢(shì)之一。通過空氣再生可多次恢復(fù)大部分活性,顯著降低長(zhǎng)期運(yùn)行成本(但再生次數(shù)有限,最終需更換)。
硫容: 指單位質(zhì)量脫硫劑能脫除的硫量(通常以重量百分比表示,如 20%-30%)。這是衡量其效能的關(guān)鍵指標(biāo),但相對(duì)濕法較低,是其局限之一。
脫硫精度: 在良好操作條件下,能將 H?S 深度脫除至很低水平(如 <20 ppm, 甚至 <10 ppm)。
環(huán)境友好 (干法特性): 脫硫過程不產(chǎn)生廢水,避免了濕法脫硫的廢水處理問題。
水分需求: 反應(yīng)需要?dú)庀嘀写嬖谶m量水蒸氣(理想是飽和態(tài)),但液態(tài)水會(huì)使其失效。
氧氣敏感性: 脫硫階段需嚴(yán)格控制氣體中的氧氣含量(通常<1%),過高氧氣會(huì)導(dǎo)致生成硫酸鹽等物質(zhì)而失活。
溫度適應(yīng)性: 在常溫(20-40°C)下有良好活性,溫度過高(尤其再生時(shí))易燒結(jié)失活,過低則反應(yīng)緩慢。