活性炭法脫硫是用固體活性炭作脫硫劑，脫除原料氣中的H2S及有機(jī)硫化物，常用于脫除天然氣、油田氣以及經(jīng)濕法脫硫后氣體中的微量硫。根據(jù)反應(yīng)機(jī)理不同，可分為吸附、氧化和催化三種方式。
吸附脫硫是由于活性炭具有很大的比表面積，對(duì)某些物質(zhì)具有較強(qiáng)的吸附能力。如吸附有機(jī)硫中的噻吩很有效，而對(duì)揮發(fā)性大的硫氧化碳的吸附很差；對(duì)原料氣中二氧化碳和氨的吸附強(qiáng)，而對(duì)揮發(fā)性大的氧和氫吸附較差。
氧化脫硫是指在活性炭表面上吸附的硫化氫在堿性溶液的條件下和氣體中的氧反應(yīng)生成硫和水。
催化脫硫是指在活性炭上浸漬鐵、銅等的鹽類(lèi)，可催化有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為硫化氫，然后被吸附脫除。活性炭可在常壓和加壓下使用，溫度不宜超過(guò)50℃。
1．基本原理
(1)活性炭的吸附 噻吩、二硫化碳可以直接被活性炭吸附而脫除。
(2)催化氧化 在活性炭吸附器內(nèi)，加入少量O2和NH3的原料氣通過(guò)活性炭層，在氨及活性炭的催化作用下，H2S被O2氧化成單質(zhì)硫，并被吸附在活性炭的微孔內(nèi)，其反應(yīng)方程式為：
2H2S + O2 — 2H2O + 2S (5-17)
有機(jī)硫中的COS與氧及氨反應(yīng)后，生成單質(zhì)硫和化合態(tài)硫，并被吸附于活性炭的微孔內(nèi)，反應(yīng)式為：
2COS + O2 — 2CO2 + S （5-18）
COS + 2O2 + H2O +2 NH3 —( NH4)2S04 + C02 （5-19）
COS + 2NH3 — (NH2)2CS + H2O （5-20）
有機(jī)硫中的RSH在活性炭表面被催化氧化，反應(yīng)式為：
4CH3SH + O2 —2CH3SSCH3 + 2H20 （5-21）
生成的烷基二硫化物被活性炭吸附除去。
脫硫時(shí)，部分氨與氣體中C02、H2S、02發(fā)生副反應(yīng)：
NH3+ C02 + H20 — NH4HNC03 （5-22）
2NH3 + H2S + 202 一 (NH4)2S04 （5-23）
生成的NH4HCO3與(NH4)2S04覆蓋在活性炭的表面，使活性降低。
在活性炭中活性炭上浸漬鐵、銅等的鹽類(lèi)，能提高活性炭的硫容量及脫硫效率。
(3)活性炭再生 活性炭層經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的脫硫，反應(yīng)生成的硫磺和銨鹽達(dá)到飽和而失去活性，需進(jìn)行再生。通常采用過(guò)熱蒸汽法再生，飽和蒸汽經(jīng)電加熱器加熱至400～500℃，由吸附器上部進(jìn)入活性炭層，在高溫下將吸附的硫磺升華并帶出，使活性炭得以再生。再生出的氣體在回收槽中被水冷卻冷凝后即得到固體硫磺。
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