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·2026· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

口气体中 H 2 S、COS 的质量浓度采用 TXS-Ⅱ微量硫 除了主要成分 ZnO 外，还含有少量的 CaCO 3 成分。
–7
分析仪测定。当出口硫化氢质量浓度≥1.5×10 g/L 由图 1 还可知，添加碱性助剂 K 2 CO 3 后， Z2、
–7
（出口羰基硫质量浓度≥2.7×10 g/L）时，脱硫剂 Z6 脱硫剂中主要成分仍为 ZnO，未出现明显的
被定义为穿透，所对应的时间即为穿透时间（h）， K 2 CO 3 峰，说明脱硫剂中 K 2 CO 3 含量较少。由此可
所对应吸收 H 2 S（COS）的容量为穿透硫容（%）。 知，添加助剂 K 2 CO 3 不会改变氧化锌脱硫剂主体结
穿透硫容以及羰基硫转化吸收率按下式计算。 构。
m 对比两种 ZnO 基脱硫剂的 ZnO 晶体衍射峰形
W /%  s  100 （1）
sc
m 发现，虽然两种 ZnO 基脱硫剂衍射峰形都属于明锐
式中：W sc —脱硫剂的穿透硫容，%；m s —脱硫剂吸
尖锋，均为 ZnO 晶体结构。但相比碱式碳酸锌分解
收硫的质量，g；m—脱硫剂的质量，g。 的活性 ZnO, 工业活性 ZnO 基脱硫剂衍射峰形长且
  
X /%  in out  100 （2） 尖，峰宽相对较窄，结晶程度更好。
 in 2.2 ZnO 前驱物及 γ-Al 2 O 3 前驱物对氧化锌基脱硫
式中：X—羰基硫转化吸收率，%；ρ in —进口羰基硫
剂孔隙结构影响
质量浓度，g/L；ρ out —出口羰基硫质量浓度，g/L。
制备的系列氧化锌基脱硫剂的比表面积、孔体
2 结果与讨论 积、孔径等孔隙结构参数测定结果见表 1。

2.1 不同 ZnO 前驱物所制脱硫剂的物相组成对比 表 1 系列氧化锌脱硫剂孔隙结构参数
Table 1 Pore structure of zinc oxide based desulfurizers
由工业活性 ZnO 和碱式碳酸锌分解活性 ZnO
BET 比表面积 BJH 孔体积 平均孔径
制备的氧化锌基脱硫剂（Z1 和 Z5）以及添加助剂 /（m /g） /（cm /g） /nm
3
2
K 2 CO 3 制备的氧化锌基脱硫剂（Z2 和 Z6）的 XRD
Z1 4.12 0.027 22.63
谱图见图 1。 Z2 2.73 0.031 45.51
Z3 4.75 0.030 22.09
Z4 6.72 0.022 11.14
Z5 21.33 0.205 37.27
Z6 8.84 0.170 72.98
Z7 22.21 0.118 20.27
Z8 23.20 0.129 20.96

由表 1 可以看出，由工业活性 ZnO 制备的氧化
锌基脱硫剂 Z1 的比表面积、孔体积、孔径比碱式碳
酸锌分解活性 ZnO 制备的氧化锌基脱硫剂 Z5 小。

而添加助剂对制备的氧化锌基脱硫剂的孔隙结构产
图 1 氧化锌基脱硫剂 Z1、Z2、Z5 和 Z6 的 XRD 谱图 生不同的影响。对比 ZnO 基脱硫剂 Z1、Z2 及 Z5、
Fig. 1 XRD patterns of zinc oxide based desulfurizers Z1,
Z2, Z5 and Z6 Z6 发现，添加碱性助剂 K 2 CO 3 后，无论哪一种活性
ZnO 制备的氧化锌基脱硫剂的比表面积均减小，而
从图 1 可以看出，Z5 的 XRD 谱图上只有一类 孔径变大。结合图 1 中 Z2、Z6 的 XRD 谱图，添加
ZnO 晶体衍射峰，其衍射峰分别处于 2θ=31.7°、 碱性助剂 K 2 CO 3 后，使 ZnO 基脱硫剂衍射峰高降
34.4°、36.2°、47.5°、56.6°、62.8°、66.3°、67.9°、 低，半峰宽变宽，结晶程度下降，影响到脱硫剂孔
69.1°、72.5°、76.9°等处，依次归属于 ZnO 晶体（100）、 隙结构。对比 ZnO 基脱硫剂 Z1、Z4 及 Z5、Z8 发
（002）、（101）、（102）、（110）、（103）、（200）、（112）、 现，添加结构助剂 γ-Al 2 O 3 之后，无论哪一种活性
（201）、（004）、（202）晶面。由此推断, Z5 主要成 ZnO 制备的氧化锌基脱硫剂的比表面积均增大，而
分为 ZnO。与此对比发现，Z1 的 XRD 谱图却有两 孔径变小。其原因在于：添加的 γ-Al 2 O 3 拥有大的比
类衍射峰。除了 ZnO 晶体的衍射峰外，还有 CaCO 3 表面积，通常作为脱硫剂和催化剂的载体去改善脱
晶体衍射峰。Z1 的 CaCO 3 晶体衍射峰分别处于 硫剂或催化剂的孔隙结构性质。对比 ZnO 基脱硫剂
2θ=23.0°、29.4°、39.4°、43.1°、48.5°、57.4°、64.6° Z3、Z4 及 Z7、Z8 发现，添加拟薄水铝石分解的
处，依次归属于 CaCO 3 晶体的（012）、（104）、（113）、 γ-Al 2 O 3 比添加氢氧化铝分解的 γ-Al 2 O 3 对氧化锌基
（202）、（116）、（122）、（300）晶面。由此推断, Z1 脱硫剂比表面积的改善更为明显。拟薄水铝石和氢