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·2030· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

趋势，在反应 13 h 时，出口 H 2 S 质量浓度达到 1.1 化锌基脱硫剂脱硫性能差别较大。工业活性 ZnO 因
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×10 g/L。Z8 脱除 COS 过程中，当脱硫剂出口 COS 含杂质，孔隙结构小，难以高效脱除 H 2 S，不适合
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质量浓度突破 2.7×10 g/L 时，对应的穿透硫容为 做转化吸收型吸附剂活性组分。碱式碳酸锌分解活
4.03 %。 性 ZnO 制备的氧化锌基脱硫剂脱除 H 2 S 活性高，穿
透硫容约增加 10 倍。
（2）碱性助剂 K 2 CO 3 引入氧化锌基脱硫剂中，
虽然对脱硫剂孔隙结构没有改善，但碱性助剂改善
了脱硫剂的表面碱性，有利于脱硫剂脱除 H 2 S。
（3）结构助剂 γ-Al 2 O 3 引入氧化锌基脱硫剂中，
明显改善了氧化锌基脱硫剂孔隙结构，有利于脱硫
剂脱除 H 2 S。但结构助剂 γ-Al 2 O 3 前驱物不同，所改
性的氧化锌基脱硫剂脱除 H 2 S 性能存在差异。以拟
薄水铝石分解的 γ-Al 2 O 3 改性的氧化锌基脱硫剂脱
除 H 2 S 能力更高，穿透硫容达到 12.18%。

图 9 Z8 脱除 COS 曲线 （4）以碱式碳酸锌分解活性 ZnO 为活性组分，
Fig. 9 Curve of COS removal for Z8 添加拟薄水铝石分解的 γ-Al 2 O 3 、碱性助剂 K 2 CO 3

当反应进行到 17 h 时，在反应气体中通入一定 制备的改性氧化锌基脱硫剂对脱除 COS 起转化与
吸收作用。
量的水，在含水的反应气氛中脱除 COS。结果发现，
氧化锌基脱硫剂出口 COS 和 H 2 S 质量浓度呈现不同 参考文献：
变化趋势。脱硫剂出口 COS 质量浓度为下降趋势， [1] Zhang Jilong (张继龙), Li Qing (李晴), Tie Cheng (帖呈), et al.
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从 16 h 的 7.210 g/L 减小到 17 h 时的 2.010 g/L， Status and development trends of coke oven gas utilization [J]. Coal
Chemical Industry (煤化工), 2013, 41(3): 203-207.
COS 转化吸收率为 99.99%。反应时间达到 23 h 时，
[2] Li Yulong (李玉龙), Guo Shuqiang (郭曙强), Wu Juan (吴娟), et al.
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出口 COS 质量浓度仅为 1.910 g/L，低于 2.7 Performance improvement of the supported ZnO/γ-Al 2O 3 sorbent [J].
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10 g/L 的穿透指标。而脱硫剂出口 H 2 S 质量浓度 Coal Conversion (煤炭转化), 2012, 35(2): 81-84.
[3] Fan H L, Xie K C, Shangguan J, et al. Effect of calcium oxide
则为上升趋势，反应进行到 17 h，出口 H 2 S 质量浓 additive on the performance of iron oxide sorbent for high-
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度为 9.910 g/L，高于 16 h 时的 2.610 g/L。随 temperature coal gas desulfurization [J]. Journal of Energy
着反应进行，出口 H 2 S 质量浓度逐渐增大，在反应 Chemistry, 2007, 16(4): 404-408.
[4] Yang H, Tatarchuk B. Novel-doped zinc oxide sorbents for low
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到 23 h 时达到 4.010 g/L。 temperature regenerable desulfurization applications [J]. Aiche
改性氧化锌基脱硫剂脱除 COS 与传统氧化锌 Journal, 2010, 56(11): 2898-2904.
[5] Siriwardane R, James I, Simonyi T. Regenerable multifunctional
基脱硫剂不同，COS 首先化学吸附在脱硫剂碱性表
sorbent development for sulfur and chloride removal from
面，与表面吸附态的水发生反应转化成 H 2 S，生成 coal-derived synthesis gas [J]. Energy & Fuels, 2010, 24(8):
的 H 2 S 与 ZnO 反应生成 ZnS，达到脱除 COS 的目 4226-4230.
[6] Karvan O, Sirkecioğlu A, Atakül H. Investigation of nano-CuO
的。改性氧化锌基脱硫剂上的碱性助剂 K 2 CO 3 、结 /mesoporous SiO 2 materials as hot gas desulphurization sorbents [J].
构助剂 γ-Al 2 O 3 作为 COS 水解催化活性中心，对 COS Fuel Processing Technology, 2009, 90(12): 1452-1458.
的水解有较强的催化作用 [16] 。这从图 9 脱硫过程中 [7] Tajizadegan H, Rashidzadeh M, Jafari M, et al. Novel ZnO-Al 2O 3
composite particles as sorbent for low temperature H 2S removal [J].
出口 COS 和 H 2 S 质量浓度变化可得到证实。在脱硫 Chinese Chemical Letters , 2013, 24(2): 167-169.
后期反应气氛中夹带水后，随着 COS 水解反应物中 [8] Liu G, Huang Z H , Kang F. Preparation of ZnO/SiO 2 gel composites
and their performance of H 2S removal at room temperature [J].
水的增加，COS 水解反应速率进一步加快，气体中
Journal of Hazardous Materials, 2012, (215/216) (10): 166-172.
COS 大部分水解转化为 H 2 S，出口 COS 质量浓度明 [9] Li F G, Pan K L, Lee H M, et al. High-temperature gaseous H 2S
显下降。同时，随着脱硫反应的进行，氧化锌基脱 removal by Zn-Mn-based sorbent[J]. Industrial& Engineering
Chemistry Research, 2015, 54: 11040-11047.
硫剂吸收脱除 H 2 S 效率逐渐下降，出口 H 2 S 质量浓
[10] Liu D, Zhou W, Jiang W. CeO 2-MnO x /ZSM-5 sorbents for H 2S
度逐渐上升。对比 Z5 和 Z8 对 COS 的脱除性能发现， removal at high temperature [J]. Chemical Engineering Journal,
Z8 脱硫剂对 COS 的脱除起转化吸收的作用。 2016, 284: 862-871.
[11] Sasaoka E, Hirano S, Kasaoka S, et al. Characterization of reaction
between zinc oxide and hydrogen sulfide [J]. Energy Fuels, 1994,
3 结论 8(5): 1100-1105.

（1）不同前驱物获得的活性组分 ZnO 制备的氧 （下转第 2038 页）