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氧化锌脱硫剂的脱硫工作机理

氧化锌脱硫技术是将含ZnO的粉料加水或工艺中返回的脱硫渣的洗液配制成悬浮液,在吸收设备中与烟气中SO2反应,将烟气中的SO2主要以亚硫酸锌(还有亚硫酸氢锌、硫酸锌)的形式予以脱除。吸收后的副产物亚硫酸锌经空气氧化或热分解或酸分解处理,最终可生产硫酸锌、电解锌和硫酸(或液态二氧化硫)等产品。

氧化锌脱硫剂是一种转化吸收型脱硫剂,和硫有很强的亲和力,生成物硫化锌又有很高的稳定性。因此,氧化锌脱硫剂能精细脱除原料中的硫化氢和部分有机硫,在有机硫中与硫醇的反应性能较好。氧化锌脱除硫化氢的反应方程式如下:

氧化锌脱硫剂

该反应为放热放映,温度升高不利于反应向产物方向进行,平衡常数减小,脱硫精度下降,反之,降低温度可以提高脱硫精度。因此,氧化锌脱硫剂用于中、高温脱硫时,硫容较高,而低温脱硫时硫容较低,但脱硫精度更高。

根据水蒸气含量、温度和H2S平衡浓度间的关系,若操作温度和水蒸气含量均较高时,H2S的平衡浓度将会超过对脱硫净化度指标的要求。实际应用氧化锌脱硫时,工艺气体中水蒸气含量较高(如在低温变换前),则采用较低的操作温度,以保证脱硫精度,工艺气体中基本不含水时,则采用较高的操作温度,以便在保证脱硫精度的前提下充分发挥脱硫剂的效能,达到尽可能高的硫容。例如,在400℃下进行脱硫操作,一般水蒸气/干气(物质的量比,下同)不大于0.01,此时,H2S的平衡浓度为0.02*10-6(物质的量分数,下同),在200℃,水蒸气/干气为0.3(低变操作条件)时操作,H2S的平衡浓度小于0.005*10-6

当原料中有氢存在时,羰基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚等会在反应温度下发生转化反应,生成的硫化氢进一步被氧化锌吸收。噻吩及其衍生物在氧化锌上与氢发生转化反应的能力很低,因此,单独用氧化锌不能脱除噻吩类硫化物,需借助钴钼催化剂的加氢,转化成硫化氢后才能被氧化锌脱硫剂脱除。

氧化锌脱硫剂的优点:

1. 投资少

可利用工厂原有的一些生产设备(如硫酸锌净化、电解系统、锌精矿沸腾焙烧炉、SO2制酸系统等)作为脱硫副产品的回收设备,脱硫部分投资少。

2. 运行费用低

用冶炼厂自己的中间产物——氧化锌烟灰脱硫,可省去脱硫剂费用支出(在其他脱硫法中脱硫剂费用占总运行费用的60%以上),只需吸收和过滤工序中的动力、维修、工资等费用。

3. 不产生二次污染

烟灰中的锌和烟气中SO2以产品回收,不产生二次污染。


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