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第 12 期 王泽鑫，等: 转化吸收型氧化锌基脱硫剂脱除 H 2 S 和 COS 性能 ·2027·
氧化铝在相同温度下分解产物均为 γ-Al 2 O 3 ，拟薄水 位点。结合孔隙结构 BET 参数可知，Z1 的比表面
铝石和氢氧化铝形态不同，热分解所得 γ-Al 2 O 3 晶体 积和孔体积较小，反应物 H 2 S 分子难以进入脱硫剂
形态、颗粒大小均有所差异 [18] 。这种差异影响到氧 内部，致使 H 2 S 分子只与脱硫剂外表面 ZnO 反应，
化锌基脱硫剂的孔隙结构。 脱硫剂硫容利用率低、脱硫性能差。
2.3 系列氧化锌基脱硫剂脱除 H 2 S 和 COS 性能
2.3.1 ZnO 前驱物对氧化锌基脱硫剂脱除 H 2 S 性能
的影响
工业活性 ZnO 和碱式碳酸锌分解活性 ZnO 为
原料制备的氧化锌基脱硫剂（Z1 和 Z5）脱除 H 2 S
的穿透曲线如图 2 所示。
图 3 Z1 脱硫前、后 XRD 谱图
Fig. 3 XRD patterns of Z1 before and after desulfurization
图 2 Z1 和 Z5 的 H 2 S 穿透曲线
Fig. 2 Breakthrough curves of H 2 S for Z1 and Z5
从图 2 可以看出，由工业活性 ZnO 制得的氧化
锌基脱硫剂 Z1 脱除 H 2 S 的穿透曲线较陡，脱硫过
程中短时间内出口 H 2 S 质量浓度快速增长。当反应
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到 1 h 时，出口 H 2 S 质量浓度达到 1.5×10 g/L；
当反应到 2 h 时，出口 H 2 S 质量浓度为 4.44× 图 4 Z5 脱硫前、后 XRD 谱图
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10 g/L，当反应到 4 h 时，出口 H 2S 质量浓度近 3.0 Fig. 4 XRD patterns of Z5 before and after desulfurization
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×10 g/L。以出口 H 2 S 质量浓度为 1.5×10 g/L 为 由图 4 可知，由碱式碳酸锌分解活性 ZnO 制备
穿透点，Z1 的 H 2 S 穿透硫容仅为 0.60%。 的氧化锌基脱硫剂 Z5 脱硫后的衍射峰主要是 ZnO
从图 2 可以看出，由碱式碳酸锌分解活性 ZnO 和 ZnS。Z5 脱硫后在 2θ=27.2°、28.6°、47.6°、56.5°
制得的氧化锌基脱硫剂 Z5 脱除 H 2 S 的穿透曲线较 处有 ZnS 的衍射峰，依次归属于 ZnS 的（100）、
平缓，脱硫过程中穿透时间较长，脱硫剂出口 H 2 S （111）、（220）、（311）晶面。结合前面孔隙结构
质量浓度前期非常低且后期增长缓慢。当反应时间 BET 参数可知，Z5 的比表面积较大，为脱硫反应提
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达 12 h 时，出口 H 2 S 质量浓度仅为 1.8×10 g/L， 供了较多表面活性位点，致使脱硫效率高，活性组
当出口 H 2 S 质量浓度达到穿透点时，Z5 的 H 2 S 穿透 分利用率较高，脱硫性能较好。
硫容达 7.13%。与 Z1 脱除 H 2 S 的穿透硫容相比，Z5 2.3.2 碱性助剂 K 2 CO 3 对氧化锌基脱硫剂脱除 H 2 S
脱除 H 2 S 的穿透硫容约增加 10 倍。 性能的影响
为进一步探讨不同类型 ZnO 对制备的氧化锌基 H 2 S 是酸性气体，用 ZnO 脱除时，表面吸附是
脱硫剂脱除 H 2 S 性能的影响，对两种氧化锌基脱硫 重要过程。脱硫表面吸附速率与脱硫剂表面电子浓
剂（Z1 和 Z5）脱硫前、后的物相进行了 XRD 表征， 度（价电子数与原子数之比）有关。脱硫剂碱性越强，
结果见图 3、4。 氧化锌脱硫剂表面的电子越多，越有利于 H 2S 的吸附
从图 3 可知，由工业活性 ZnO 制备的氧化锌基 和脱除 [19] 。K 2 CO 3 作为碱性物质，将 K 2 CO 3 引入氧
脱硫剂 Z1 脱硫后的衍射峰主要有 CaCO 3 、ZnO、 化锌基脱硫剂中，可增强氧化锌基脱硫剂表面碱性。
ZnS，并且 ZnS 的衍射峰数量较少。杂质 CaCO 3 在 两种不同类型活性 ZnO 添加碱性助剂 K 2 CO 3
脱硫前后并未发生变化，说明杂质 CaCO 3 不参与脱 制备的氧化锌基脱硫剂（Z2 和 Z6）脱除 H 2 S 的穿
硫反应，但杂质的存在会占据脱硫剂表面脱硫活性 透曲线如图 5 所示。
