氧化铁_脱硫剂
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氧化铁脱硫剂是一种以活性氧化铁(Fe2O3)的水合物为主要脱硫成份的一种脱硫剂。常温下,氧化铁(Fe2O3)分为α—水合物和γ水合物,两种水合物都具有脱硫作用。非水合物的氧化铁常温下不具有脱硫作用。
分类4
根据原料不同大致分为以下几种:
一、采用纯的水合氧化铁加上成型剂及造孔剂而成的脱硫剂。
此种氧化铁脱硫剂所采用的是纯的水合氧化铁,而纯的水合氧化铁的生产工艺极其复杂和繁琐,因此,此法生产的脱硫剂水合氧化铁含量高,成本也较高,目前全国使用此方法生产脱硫剂的厂家并不多。(如湖北化学研究所的T703、翔豫化工的XYF -2型、宇新活性炭厂的宇新2号就是采用此法生产的。)
二、采用硫酸亚铁与碱性物质加上成型剂及造孔剂而制成的脱硫剂。
此种方法生产的脱硫剂由于原材料价格低廉,目前运用此法生产脱硫剂的厂家较多,但是水合氧化铁的含量较低。
三、采用天然铁矿为原料而制成的脱硫剂。
此种方法生产的脱硫剂,由于受原材料产地限制,目前在山西的厂家以此法生产的较多。
根据形状不同可分为:粉状和圆柱状。
用途特点
氧化铁脱硫剂因其硫容大、价格低、可在常温下空气再生等特点在近几年迅速推广,更主要的原因是可以在无氧条件下脱硫气源中的H2S(活性炭无氧条件下不脱硫),经过近几年的改进,使氧化铁的耐水强度、脱硫精度得到了很大的提高,适应了大多数工业的脱硫工程。
主要应用在高硫化氢的气源环境下、无氧或氧含量低的环境中。如沼气、煤气、水煤气、焦化气的硫化氢脱除。
一、性能特点及用途
氧化铁脱硫剂因其硫容大、净化度高、耐水性能强、易再生等特点,主要用于半水煤气、水煤气、焦炉气、天然气、石油化工及化肥生产中的变换气,CO2气等气体中硫化物的脱除。其特点是:
1、脱硫精度高:进口H2S 10000ppm时,出口H2S≤ 0.03ppm,比普通Fe2O3的脱硫精度(1 ppm)高30倍
2、反应速度快,使用空速1000-2000h-1,比普通Fe2O3要高3-6倍
3、工作(透穿)硫容大:在1和2 的条件下,一次性精脱H2S硫容有O2时为15-20%,是普通Fe2O3脱硫剂的3-6倍。山东兴禹化工集团、红日集团等对国内八种氧化铁脱硫剂工业侧流实验表明,YXF-2型精脱硫剂的工作硫容最高,是其他氧化铁的3-5倍
4、强度好,耐水性好。水煮2h或浸泡30天不粉化,强度不变;12Mpa压力下急骤充压,卸压进行100次冲击实验后,强度也无变化
5、适用温度范围广,5-90℃
6、可在无O2或高CO2条件下应用。无氧进精脱H2S硫容12-15%
该精脱硫适用天然气、水煤气、半水煤气、空气煤气、焦炉气、变换气、CO2再生气、食品CO2、合成原料气、沼气、废气等各种气体的精脱H2S,也可与T水解504催化剂配套使用达到H2S+COS≤0.06ppm,弥补TAC-101、TAC-102活性炭精脱硫剂的不足,使YXF-2型精脱硫剂新工艺应用更为广泛。
二、常温下水合氧化铁脱硫机理
Fe2O3·2H2O+3H2S=Fe2O3·2H2O+3H2O (式1)
2Fe(OH)3·2H2O+3H2S=Fe2S3·2H2O+6H2O (式2)
Fe2S3·2H2O+1/2O2=Fe2O3·2H2O+3S (式3)
注:式1、2为脱硫,式3为再生,如气原中O2的匹配量足够时,脱硫与再生可同步进行,工作硫容
会成倍增大,根据其再生原理及高的再生活性。该产品在脱硫中也有很好的除氧作用,对生产和设备有一定的保护作用。
三、主要物理化学性能及质量指标
氧化铁常温精脱硫剂的主要理化性能
外观黄色条状
比表面m2/g 50-100
粒度mm (3-4)×(3-15)
侧压强度N/cm ≥50
化学组成Y-FeOOH特种助剂与稳定剂
比孔容ml/g 0.25-0.45
氧化铁常温精脱硫剂的主要质量指标
强度N/cm ≥50
工作硫容% ≥15
测定条件:温度30℃空速1000h
原粒度进口H2S10000ppm 出口H2S≤0.03ppm
氧化铁常温精脱硫剂强度及耐水性
处理过程新样水浸泡20h后水煮12MPa急骤冲压、卸压100次后
强度N/cm 71.5 71.2 71.4 71.5
粉化情况---- 不粉化不粉化不粉化
注:1、强度差是氧化铁脱硫剂的弱点,国内很多同类产品经水泡或水煮后出现粉化现象
2、表中的强度数据也是为YXF-2精脱硫剂应用到大、中型厂进出口压力准备的
四、脱硫剂的装填
1、装填时应将脱硫剂过筛以除去运输过程中产生的粉尘。
2、脱硫剂按层装填,高径比以2-3为宜。
3、在床层先铺一层8-10目的不锈钢网,再铺5-10cmΦ20-30耐火球,耐火球上铺再铺一层8-10目的不锈钢网,然后装填脱硫剂。脱硫剂上铺一层8-10目的不锈钢网,再铺5-10cmΦ20-30耐火球或焦碳压紧,防止床层吹翻。
4、装填过程中应均匀装填在脱硫器中,防止装填不均引起偏流。
五、正常使用条件
1、空速800-1000h 若H2S≥10mg/Nm,应适当降低空速以保证使用寿命。
2、温度5-70C
3、压力常压-28MPa
4、湿度湿度越大越好,最好接近饱和水气,但严禁带水进入床层。
六、开车
1、开车前全面检查各设备,管道,阀门,仪表等的安装是否正确。
2、进行水压和气密性实验。
3、用原料气进行系统置换,使氧含量合格。
4、慢慢升压至与系统平衡,再完全打开进出口阀门,最后关闭副线即可正常使用。
5、卸料时关闭气源,用惰性气体置换完全后,用水淋湿脱硫剂,再进行卸料。
七、注意事项
1、运输
注意防止与坚硬物质混装,减少震动摩擦,以减少破碎,影响使用
2、储存
应储存于阴凉干燥处,防止包装内外破裂,与外界直接接触,吸附其他物质,降低吸附硫化氢等能力和使用效果
3、严禁水泡
该产品属多孔性吸附剂,所以在运输、储存和使用过程中,都要绝对防止水浸,因水浸后,大量水充满活性孔隙而失去作用
4、防止焦油类物质
生产运行中,防止焦油类物质进入脱硫剂床层而影响使用
八、氧化铁脱硫剂的再生
再生前用惰性气体置换完全后,采用对使用失效脱硫剂加入空气再生的方法。再生反应是放热反应,应注意再生过程中温度变化,防止过热发生燃烧。再生时应先小心打开人孔,使其自然通风,控制温度不超过70C,当温度开始下降时用鼓风机强制再生,当温度不再上升而开始下降时视再生结束。重新按照氧化铁脱硫剂的使用方法进行使用。