分子筛种类及工况条件对脱除高炉煤气中H₂S性能的影响

摘要

【目的】基于环境与双碳战略的需求，对高炉煤气进行脱硫以实现炼铁行业的清洁生产势在必行。分子筛吸附剂因操作简便、运行成本低、再生性能好，而具有良好的应用前景。【方法】选用LTA、MFI和FAU三种类型的沸石分子筛，通过固定床实验装置测定了其脱除高炉煤气中H₂S的性能，并通过XRD、N₂吸附-脱附、FT-IR和ICP-AES等表征分析了其物理化学结构特性，建立了物化性质与脱硫性能间的构效关系；揭示了CO₂和H₂O对H₂S脱除性能的影响，并探究了分子筛吸附剂在不同温度、空速等条件下的工况适应性。【结果】结果表明，FAU型分子筛相较于LTA、MFI具有优良的脱硫性能，穿透硫容高达1.67 g/100 g。微孔沸石分子筛比介孔沸石分子筛对H₂S的吸附性能更好，在选用的三种沸石分子筛中较低的硅铝比有利于分子筛吸附剂脱硫性能的提升。高炉煤气中的CO₂和H₂O均会与H₂S产生竞争吸附，从而造成分子筛脱硫性能的降低；由于H₂O和H₂S分子结构相似且均为极性分子，因而具有更强的竞争吸附，对脱硫性能影响更大。此外，分子筛吸附剂随着温度的升高其脱硫性能随之下降，随空速的增加其脱硫性能略有增加，这为沸石分子筛吸附剂在高炉煤气脱硫技术中的应用提供了数据支撑。

关键词

分子筛 / 脱硫 / 高炉煤气 / 竞争吸附 / 工况适应性