氧化铁脱硫剂对H2S的脱除及脱硫再生机理

氧化铁脱硫剂是广泛使用的干法脱硫剂,通过构建两种硫化的氧化铁脱硫剂表面在氧气下发生再生过程的气固模型,得到了硫化的氧化铁脱硫剂中脱硫再生机理.

　　氧化铁脱硫剂是广泛使用的干法脱硫剂，通过构建两种硫化的氧化铁脱硫剂表面在氧气下发生再生过程的气固模型，得到了硫化的氧化铁脱硫剂中脱硫再生机理。得出以下主要结论：

　　关于H2S与氧化铁脱硫剂的脱硫过程，主要存在生成H2和生成H2氧两条脱硫路径。研究表明，这两条脱硫路径是竞争性的。在脱硫过程中，氧化铁脱硫剂起到了两种作用：一方面，在H2S的解离过程中，氧化铁脱硫剂起催化剂作用并生成H2；另一方面，在生成H2氧的路径中，两个氢原子夺去了氧化铁脱硫剂表面的氧原子，同时S原子填补了被夺取的氧原子所在的位置，氧化铁脱硫剂参与了反应，起到了反应物的作用。

　　经过两条不同的脱硫路径会产生两种硫化表面，在生成H2的路径中，S原子吸附在表面的Fe顶位，我们称之为“硫吸附表面”，在生成H2氧的路径中，表面的氧原子的替代导致脱硫剂的降解，我们称之为“含硫表面”。

　　无论脱硫过程生成的产物是H2还是H2氧，H2S在表面的解离是脱硫过程中所经历的共同步骤。在脱硫过程中含硫表面的形成会导致H2S脱硫剂表面的解离活化能垒升高，对脱硫过程不利。在脱硫剂表面掺杂第二金属C氧、Cu和Zn可以有效的降低H2S在氧化铁脱硫剂表面解离的活化能，有利于脱硫过程的进行。

　　氧化铁表面的原子空缺会影响其脱硫性能。表面Fe空缺的存在可以有效的降低H2S解离的活化能，有利于脱硫过程的进行，而表面氧空缺的存在导致表面金属活性位消失，对脱硫过程不利；

　　氧气气氛不仅可以再生硫化的脱硫剂，还可以修补脱硫剂表面的氧空缺。氧化铁脱硫剂两种硫化表面都存在两条相互竞争的再生路径，且其决速步骤都是氧气的解离。因此，降低氧气解离。因此，降低氧气解离的活化能有利于再生过程的进行。另外在氧气的气氛下，表面氧空缺的修补很容易。因而在氧气气氛下再生，可有效的改善氧化铁脱硫剂的脱硫性能。