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氧化铁脱硫剂对H2S的脱除及脱硫再生机理

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氧化铁脱硫剂对H2S的脱除及脱硫再生机理

发布人：众仕联环境工程发布时间：19-08-27 浏览次数：

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O2气氛下发生再生过程的气固模型，得到了硫化的氧化铁脱硫剂的再生机理。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H2O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H2O的路径中，两个氢原子夺去了氧化铁脱硫剂表面的O原子，同时S原子填补了被夺取的O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H2O的路径中，表面的O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H2O，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Co、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O空缺的存在导致表面金属活性位消失，对脱硫过程不利；
O2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O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O2的解离。因此，降低O2解离。因此，降低O2解离的活化能有利于再生过程的进行。另外在O2的气氛下，表面O空缺的修补很容易。因而在O2气氛下再生，可有效的改善氧化铁脱硫剂的脱硫性能。

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