氧化鐵脫硫劑

    氧化鐵脫硫劑是一種以活性氧化鐵（Fe2O3）的水合物為主要脫硫成份的一種脫硫劑。氧化鐵屬常溫脫硫劑,可獨使用或與常溫羰基硫水解催化劑、有機硫轉化吸收脫硫劑聯合使用,具有節能的特點。氧化鐵主要有七種晶型，分別為：α－Fe2O3H2O（α－FeOOH）、α－Fe2O3、β－Fe2O3H2O（β－FeOOH）、γ－Fe2O3H2O（γ－FeOOH）γ－Fe2O3、δ－Fe2O3H2O（δ－FeOOH）、δ－Fe2O3和Fe3O4。并且七種氧化鐵晶型中只有四種具有較明顯的脫硫活性，并且活性順序由高到低依次為：γ－Fe2O3H2O、γ－Fe2O3、α－Fe2O3H2O和α－Fe2O3。氧化鐵常溫脫硫具有5個特征:對H2S的一級反應性；過程的不可逆性；液相負載(SLP)吸附性能；過程的階段性；過程的自催化性。

    氧化鐵對H2S的反應機理：

    從氣固相吸附觀點出發,氧化鐵對H2S氣體的吸附機理可認為由以下幾個階段組成:

    (1)氣相本體中的H2S經氣膜擴散到氧化鐵脫硫劑的顆粒外表面；

    (2)H2S從顆粒外表面再進入到脫硫劑的毛孔中進行內擴散；

    (3)進入毛孔的H2S邊擴散邊同活性氧化鐵(Fe2O3·H2O)反應或被化學吸附而生成硫化鐵或者；

    (4)因脫硫而生成的水汽經由脫硫劑的毛孔反向擴散到顆粒外表面；

    (5)逸至脫硫劑顆粒外表面的水汽經氣膜擴散進入氣相本體。

    具體原理：

    鐵的氧化物特別是水合氧化物用于氣體脫硫,主要用于粗脫和半精脫。常溫氧化鐵脫硫原理是用水合氧化鐵(Fe2O3#H2O)脫除H2S,其反應為脫硫反應:

    Fe2O3·H2O+3H2S=Fe2S3·H2O+3H2O

    Fe2O3·H2O+3H2S=2FeS+S+4H2O

    在含有H2S的氣體通過脫硫劑時，H2S分子擴散到顆粒表面，之后在水膜中離解生成Fe2S3的水合物和FeS。

    氧化鐵具有較好再生性能，充分發揮了其綠色的一面，再生反應式為：

    2Fe2S3·H2O+3O2=2Fe2O3·H2O+6S

    4FeS+3O2+H2O=2Fe2O3·H2O+4S

    再生操作大致經歷了三個階段:一是器外再生；二是器內間歇再生；三是器內連續再生。器外再生已廢棄不用。間歇再生是目前采用的主要方法。再生反應速度較脫硫反應慢得多。

   氧化鐵脫硫劑的分類：

    根據原料不同大致分為以下幾種：

    （1）采用純的水合氧化鐵加上成型劑及造孔劑而成的脫硫劑。

    此種氧化鐵脫硫劑所采用的是純的水合氧化鐵，而純的水合氧化鐵的生產工藝極其復雜和繁瑣，因此，此法生產的脫硫劑水合氧化鐵含量高，成本也較高。

    （2）采用與堿性物質加上成型劑及造孔劑而制成的脫硫劑。

    此種方法生產的脫硫劑由于原材料價格低廉，目前運用此法生產脫硫劑的廠家較多，但是水合氧化鐵的含量較低。

    （3）采用天然鐵礦為原料而制成的脫硫劑。

    此種方法生產的脫硫劑，由于受原材料產地限制，目前在山西的廠家以此法生產的較多。

    氧化鐵脫硫劑的用途：

    氧化鐵脫硫劑因其硫容大、價格低、可在常溫下空氣再生等特點在近幾年迅速推廣，更主要的原因是可以在無氧條件下脫硫氣源中的H2S（活性炭無氧條件下不脫硫），經過近幾年的改進，使氧化鐵的耐水強度、脫硫精度得到了很大的提高，適應了大多數工業的脫硫工程。主要應用在高硫化氫的氣源環境下、無氧或氧含量低的環境中。如沼氣、煤氣、水煤氣、焦化氣的硫化氫脫除。氧化鐵精脫硫適用天然氣、水煤氣、半水煤氣、空氣煤氣、焦爐氣、變換氣、CO2再生氣、食品CO2、合成原料氣、沼氣、廢氣等各種氣體的精脫H2S，也可與T水解504催化劑配套使用達到H2S＋COS≤0.06ppm，彌補TAC-101、TAC-102活性炭精脫硫劑的不足。