氧化锌脱硫剂的应用与考核
氧化锌脱硫剂讲义
氧化锌脱硫剂氧化锌脱硫剂以氧化锌为主要组分，它是一种转化吸收型的固体脱硫剂。
由于氧化锌能与H 2S 反应生成难于解离的ZnS ，净化气总硫可降至0.3ppm 以下，重量硫容高达25%以上，但它不能再生，一般用于精脱硫过程。
1、 化学反应方程式热力学数据氧化锌与硫化物反应生成十分稳定的硫化锌，它与各种硫化物的反应为：O H ZnS S H ZnO 22+⇔+ mol /KJ 62.76H 0298-=∆（1） 2CO ZnS COS ZnO +⇔+ mol /KJ 10.126H 0298-=∆（2） O H H C ZnS SH H C ZnO 24252++⇔+ mol /KJ 58.0H 0298-=∆（3） O H H C ZnS H SH H C ZnO 262252++⇔++ mo l/KJ 83.137H 0298-=∆（4） 22CO ZnS 2CS ZnO 2+⇔+ mol /KJ 95.283H 0298-=∆（5）式(1)是一个可逆反应，但由于它的反应热力学平衡常数很大，所以从热力学观点看，可视为不可逆反应。
其反应平衡常数见下表表一 不同温度下（1）式气相平衡常数不同水汽浓度和温度对式(1)平衡时H 2S 浓度影响见下表表二 水汽浓度及温度对H 2S 平衡浓度影响2、脱硫过程的反应速率硫化氢与粉末状氧化锌反应动力学研究表明，反应对P H2S而言系一级反应，反应速率常数可按下式计算：.9k2-=-46⨯ex p()10RT/7236氧化锌脱硫过程可分下述五步骤：（1）原料气中H2S分子从气流主体扩散到脱硫剂外表面；（2）H2S向脱硫剂颗粒孔内扩散；（3）在脱硫剂量内表面H2S与ZnO反应生成ZnS；（4）生成的水汽在脱硫剂颗粒孔内向外扩散；（5）水分子由颗粒外表面扩散到气流主体。
硫离子必须扩散进入晶格，而氧离子则向固体表面扩散。
由于从六方晶系的氧化锌结构转化成等轴晶系的硫化锌所引起的晶体结构变化，较大的硫化物离子取代原来氧化物离子位置，使孔隙率明显下降。
氧化锌法脱硫在铅锌冶炼行业的应用
灞瓣氧化锌法脱硫在铅锌冶炼行业的应用蔡海军(河南省济源市环境监测站河南济源454650)措蹴Y V A L L E工藏用耩攀[摘要]介绍氧化锌法脱硫的原理及其主要影响因素，同时又与其它脱硫方式进行比较，阐述氧化锌法脱硫在铅锌行业中的优势，最后通过氧化锌脱硫在铅锌行业中的应用，进一步佐证该法的可行性。
[关键词]氧化锌脱硫铅锌冶炼中图分类号：T0—9文献标识码：A文章编号：1671--7597(2008)1010151--02济源市是我国乃至亚洲最大的铅锌冶炼生产基地，有豫光金铅、金利冶炼、万洋冶炼等三家大型铅锌冶炼企业，三家企业的利税上缴在市财政中比重较大，然而其二氧化硫的排放份额在全市也是较大的，二氧化硫的排放，已经严重阻碍了企业的又好又快发展，更成为我市今年二氧化硫节能减排的拦路虎。
氧化锌法是用氧化锌料浆吸收烟气中S02的方法。
由于该法可将脱硫工艺与原有冶炼工艺紧密结合起来，氧化锌浆液可用烟花提锌车间布袋除尘器除尘灰配制，而所得又可送去制酸，从而解决了吸收剂的来源和吸收产物的处理问题，因此它特别适合铅锌冶炼企业的烟气脱硫。
一、曩化锌法原理介绍采用氧化锌浆液吸收尾气中的S02，首先生成亚硫酸锌(Z n S03．5／2H20)，然后与烟气中氧气及鼓入空气中的氧气发生氧化反应，生成硫酸锌溶液，主要过程如下：l、吸收：Zn O+S02+5／2H20=Z nS03．5／2H20Z nO+2S02+H20：Z n(H S03)2Z nS03+S02+H20=Z n(H S03)2Zn(H S03)2+Z nO+4H20=Z nS03．5／2H20吸收过程与钠碱法类似，用亚硫酸锌溶液循环吸收，补充zn(O H)21E 亚硫酸氢锌再生为亚硫酸锌2、氧化：在氧化过程中，主要是将吸收过程中所生成的ZnS03．5／2H20氧化成为ZnS04溶液：主反应：ZnS03．5／2H20+1／202=Z nS04+5／2H20当烟气币含有S03时，在吸收过程会有氧化副反应发生。
氧化锌脱硫工业化应用实践研究
I ndustry development行业发展氧化锌脱硫工业化应用实践研究钱冬枝（安徽铜冠有色金属（池州）有限责任公司，安徽 池州 247100）摘 要：本文简要介绍了目前治理低浓度二氧化硫工业废气反应机理，讨论了几种典型脱硫工艺的优缺点，重点对氧化锌法脱硫的反应机理进行了论述，并对氧化锌法脱硫在安徽某厂应用的创新点进行了总结，最后阐述了氧化锌法处理二氧化硫废气的研究进展和应用前景。
关键词：低浓度二氧化硫废气；铅锌联动；次氧化锌脱硫；综合利用中图分类号：TD45 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）01-0018-2铅、锌、铜等重金属冶炼主要以硫化物矿为主要原料，所以冶炼过程中排放的废气主要是二氧化硫烟气。
高浓度二氧化硫烟气治理稳步推进，酸性接触法基本采用。
二氧化硫烟气浓度低是指烟气浓度小于3%(多为0.2~0.5%)。
待处理烟气中二氧化硫浓度较低的烟气中二氧化硫浓度大多为0.1~0.5%。
然而，低浓度二氧化硫废气具有扩散广、浓度低、危害大、管理困难等特点。
低浓度SO2废气直接排空，是形成酸雨的根本原因，这不仅浪费了硫资源，而且给环境带来了严峻的污染。
随着国家环保要求日益严格，如何实现废气的超低排放已成为有色冶炼行业烟气治理努力的方向和紧迫的任务。
1低浓度二氧化硫废气的几种典型处理技术烟气脱硫技术是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一，按工艺特点主要分为湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫。
湿法是将脱硫剂以浆液形式喷入反应器，脱硫产物以浆液形式排出的系统。
常用的主要有石灰(石)法、双碱法、氨法等。
湿法脱硫因其脱硫效率高、应用范围广而得到广泛应用。
1.1 石灰(石)/石膏湿法脱硫工艺石灰(石)/石膏湿法脱硫工艺是以石灰石(CaCO3)或石灰(CaO)为脱硫吸附剂的原料，经消化处理后，加水搅拌成氢氧化钙(Ca(OH)2)为脱硫吸附剂的浆料。
石灰或吸附剂浆液喷入吸收塔吸收二氧化硫气体，产生亚硫酸钙，亚硫酸钙氧化成硫酸钙(石膏)的副产品。
氧化锌脱硫剂
• COS + H2 =H2S + CO • CS2 + 4 H2=2H2S +CH4 注：氧化锌脱硫剂对噻吩的转化能力很低，不能直接吸收，
因此单用氧化锌不能将有机硫化物除尽
（二）氧化锌脱硫剂
ZnO为主体（约80%），还加入CuO、MgO、MnO2等作为 助剂。
脱硫剂常用型号： T 302、T 304、T 305 。
机硫在350 ~400℃左右。
压力： 氧化锌脱硫属于内扩散控制过程，提高压力有利于加快反应 速度，其大小取决于原料气的压力和脱硫工序在合成氨生产 中的部位，一般为0.7~7Mp 硫容量： 评价脱硫剂的一个重要指标。指的是单位质量新的氧化锌脱 硫剂吸收硫的量。氧化锌脱硫剂使用过程如下图所示
• 靠近气体入口的氧化锌先被硫饱和， 随着使用时间的增长，饱和层逐渐 扩大。
•CO+H2 =CH4+ H2O+Q •CO2+4H2 = CH4+ 2H2O+Q •O2+H2 =H2O+Q
（三）工艺条件
1.温度：350~430℃之间 2.压力：0.7~7Mp 3.空速：入口气空间速度500~1500L/h 4.氢气加入量：维持反应后含量5~10% 5.CO+ CO 2：小于0.5%
一、钴钼加氢转化法
• 钴钼加氢转化法是一种脱除含氢原料气中有机硫的 预处理措施。
• 有机硫化物脱除一般比较困难，但将其在钴钼催化 剂存在下加氢转化成硫化氢就容易脱除了。
• 采用钴钼加氢可使天然气、石脑油原料中的有机硫 几乎全部转化成硫化氢，再以氧化锌法便可将硫化
氢脱除到0.02 L / L。
（一）钴钼加氢催化剂
（二）钴钼加氢转化法原理 1.转化反应
氧化锌脱硫剂的制备与性能评价
２０１５年３月第２３卷第３期 工业催化ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳ Ｍａｒ．２０１５Ｖｏｌ．２３ Ｎｏ．３催化剂制备与研究收稿日期：２０１５－０１－０５ 作者简介：安全建，１９７９年生，男，天津市人，工程师，从事催化和净化剂研发工作。
通讯联系人：安全建。
氧化锌脱硫剂的制备与性能评价安全建１，戴宏斌２，曹 敏１（１．昆山市精细化工研究所有限公司，江苏昆山２１５３３７；２．陕西兴化集团有限责任公司，陕西咸阳７１３１００）摘 要：以硫酸锌为原料与碳酸钠等碱性物质反应，制备氧化锌粉体，采用混碾和挤条成型工艺制备以氧化锌为活性组分的高温脱硫剂。
制备不同堆积密度的脱硫产品，并与对比剂进行性能比较，结果表明，在相同评价条件下，氧化锌制备工艺不同，脱硫剂样品硫容差异明显。
采用特殊工艺制备的氧化锌粉体与市售活性氧化锌按质量比１∶１混合制备的脱硫剂，堆积密度１．２ｋｇ·Ｌ－１，３５０℃硫容３２．８％，径向抗压碎力５２Ｎ·ｃｍ－１。
关键词：催化剂工程；氧化锌脱硫剂；堆积密度；硫容ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．０３．００９中图分类号：ＴＱ４２６．６；Ｏ６４３．３６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ １１４３（２０１５）０３ ０２１３ ０３ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｚｉｎｃｏｘｉｄｅｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｒｓＡｎＱｕａｎｊｉａｎ１ ，ＤａｉＨｏｎｇｂｉｎ２，ＣａｏＭｉｎ１（１．ＫｕｎｓｈａｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｉｎｅＣｈｅｍｉｃａｌｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｓｈａｎ２１５３３７，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａａｎｘｉＸｉｎｇｈｕａＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉａｎｙａｎｇ７１３１００，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｚｉｎｃｏｘｉｄｅｐｏｗｄｅｒｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｖｉａｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｚｉｎｃｓｕｌｆａｔｅｗｉｔｈｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅａｎｄａｍｍｏｎｉｕｍｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅ．Ｕｓｉｎｇｚｉｎｃｏｘｉｄｅａｓｔｈｅａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎａｇｅｎｔｓｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｇｒｉｎｄｉｎｇａｎｄｅｘｔｒｕｄｉｎｇ－ｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｒｗａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎａｇｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｅｖａｌｕａ ｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｚｉｎｃｏｘｉｄｅｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎａｇｅｎｔｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｘｈｉｂｉｔｅｄｏｂｖｉｏｕｓｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｓｕｌｆｕｒｃａｐａｃｉｔｙ．Ｔｈｅｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎａｇｅｎｔｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｖｉａｍｉｘｉｎｇｃｏｍｍｅｒｃｉａｌａｃｔｉｖａｔｅｄｚｉｎｃｏｘｉｄｅａｎｄｚｉｎｃｏｘｉｄｅｐｏｗｄｅｒｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｐｅｃｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｔｈｅｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆ１∶１，ａｎｄｉｔｓｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ，ｓｕｌｆｕｒｃａｐａｃｉｔｙ（３５０℃）ａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｗｅｒｅ１．２ｋｇ·Ｌ－１，３２．８％ａｎｄ５２Ｎ·ｃｍ－１，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｔａｌｙｓｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｚｉｎｃｏｘｉｄｅｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｒ；ｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ；ｓｕｌｆｕｒｃａｐａｃｉｔｙｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．０３．００９ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：ＴＱ４２６．６；Ｏ６４３．３６ Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：Ａ ＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８ １１４３（２０１５）０３ ０２１３ ０３ 氧化锌脱硫剂作为天然气、炼厂气和合成气等工业气体中的硫化氢精脱除剂无法取代，硫化氢是危害性极强的毒性气体，无论从安全、设备、环境保护还是经济角度考虑，都必须脱除［１－４］。
氧化锌法脱硫技术在回转窑烟气处理中的应用
氧化锌法脱硫技术在回转窑烟气处理中的应用摘要：回转窑烟气采用氧化锌工艺处理，无需外购脱硫剂，可使用厂内生产中产生的烟尘脱硫产物可返回其他工艺以回收锌，与常规冶炼流程相结合，不外排废弃物，副产品能在厂内循环利用，无二次污染。
基于此，本文重点论述了氧化锌法脱硫技术在回转窑烟气处理中的应用。
关键词：氧化锌法脱硫；回转窑；烟气湿法炼锌中产生的浸出渣在回转窑中进行处理，生产中排放的烟气SO2浓度符合《大气污染物综合排放标准》(GB16297)中960mg/m3限值。
因窑龄过长，系统设备老化严重，目前尚无烟气脱硫设施，此外，现有多膛炉脱氟氯系统，烟气仅配备除尘设备，自新标准《铅锌工业污染物排放标准》(GB25466)实施以来，回转窑尾气SO2排放量不能满足新标准400mg/m3限值要求。
随着环保管理的日益严格，烟气治理至关重要。
回转窑系统迫切需提高装备水平，配备新的烟气脱硫系统，以满足最新国家烟气排放标准。
一、烟气脱硫工艺1、石灰石-石膏法。
这是一种广泛使用的脱硫方法，被许多冶炼厂采用。
其吸收剂来源广泛，可实现较高的脱硫效率，通常为95%。
需外购石灰石粉(大于250目)或石灰现场配浆，当前该方法的主要问题是副产石膏的去向，一般销路有限，因此要考虑石膏的储存和二次污染问题。
2、氧化锌法。
吸收剂氧化锌粉通常来自铅锌厂的氧化锌烟尘。
副产品硫酸锌溶液送至湿法系统，产生的一定量过滤渣为未完全反应的氧化锌及亚硫酸锌，可与锌精矿一起送至焙烧系统，回收锌及SO2。
当过程渣产量较大时，废电解液也可用于处理过滤渣以回收SO2，SO2返回硫酸系统再使用。
该方法特别适用于铅锌冶炼企业，可与厂内冶炼系统有机结合，无需外购原料，脱硫产物可直接返回厂内系统，实现资源的综合利用。
二、氧化锌法脱硫工艺1、工艺原理。
回转窑烟气中SO2在吸收塔内和一定浓度ZnO浆液发生以下主反应：SO2溶解于水中反应机理：SO2+H2O→HSO3-+H+HSO3-→SO2-3+H+ZnO溶解于水中反应机理为：ZnO+2H+→Zn2++H2OSO2在吸收塔内与一定浓度ZnO浆液反应机理：Zn2++SO2-3→ZnSO3Zn2++HSO3-→Zn(HSO3)2ZnO+SO2+H2O→ZnSO3·H2O亚硫酸属于二元酸反应过程，会生成两种盐，若ZnO过剩则生成中性盐ZnSO3，若SO2过剩则生成酸性盐Zn(HSO3)2。
氧化锌脱硫剂总结
氧化锌脱硫剂总结氧化锌脱硫总结1、目前锌基脱硫剂研究现状经过研究与筛选，得出可作为高温脱硫使用的元素达十多种，能满足脱硫基本要求的主要有以下11种金属氧化物，它们分别是Zn、Fe、Cu、Ca、Co、Cd、Mo、Pb、W、V、Ba和Mn。
这些的金属氧化物可以在350~1200?条件下进行脱硫，它们都是很容易被氧气氧化再生的。
研究结果发现单一的金属氧化物脱硫剂各有优缺点，其中氧化铁的硫容最大，但是其脱硫精度低，容易粉化，再生过程中易于烧结;氧化锌脱硫剂脱硫精度高，最佳脱硫温度在500~750?，温度过高氧化锌易被还原成单质锌而挥发，导致单锌的损失。
温度过低脱硫剂与HS2反应时生成的ZnS覆盖在脱硫剂的表面，阻止了HS分子进一步向内部的扩散，2使得锌氧化物的硫容偏低，再生时温度过低易形成硫酸盐等。
充分利用了各种单一氧化物的优点，复合金属氧化物脱硫剂各方面的脱硫性能都有所得到改善，如Cu-Mn，Cu-Fe，Cu-Mo，Fe-Ca，Zn-V，Zn-Ti，Ce-Fe，Ce-Cu，Zn-Fe-Ti和Zn-Fe-V等等复合金属氧化物。
但它们在硫化再生过程中也不同程度存在着高温烧结、失活、粉化等问题，因此又引入各种成分对其性能进行了改进。
其中主要有锌、铁、锰、铜、钙、镍、锡以及其他的一些碱性稀土元素和碱金属的氧化物，利用各单一金属的特点，使脱硫剂的硫化和再生性能不断的提高。
2、氧化锌脱硫剂在单一金属氧化物当中，ZnO是目前国内外公认的脱硫精度最好的脱硫剂，-5与HS反应的平衡常数比较大，可以将出口处的HS摩尔分数降低到10以下，22当气体中有氢存在下，羰基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚等等都会在反应温度下发生转化生成HS，生成的HS也可被氧化锌吸收。
ZnO脱硫剂硫容对温度很敏感，22当温度升高时，硫容会增大;一般使用的温度要求在200?以上，在600~700?范围内反应迅速而且很彻底;但在高温(约600?以上)时，ZnO易被还原成为单质Zn而挥发损失;在再生过程中，当操作温度低时，有可能生成硫酸盐而失去活性，温度过高了又会脱硫剂发生烧结。
中科院科技成果——纳米氧化锌脱硫剂
中科院科技成果——纳米氧化锌脱硫剂项目简介
项目针对目前石油化工行业中（天然气、合成气、煤气及轻质原油等）的精脱硫（<0.1ppm）需求进行纳米氧化锌脱硫剂的开发，将陕西中科纳米公司生产的高分散纳米氧化锌研制成为工业所需脱硫剂，保持纳米氧化锌的高比表面积，使其在较低温度下实现高效精脱硫。
在纳米氧化锌生产工艺流程中调变合成条件和添加成型剂，使碱式碳酸锌直接成型后的纳米氧化锌脱硫剂满足工业需求的强度和粒度。
市场前景
该项目有很大的市场需求，化工行业各种原料气中脱硫需求量很大，且高精度脱硫目前最好的脱硫剂还是氧化锌，而纳米氧化锌相对来说具有更强的竞争力，成本低，效益高，风险低。
现阶段已经在实验室调试很多可用配方，正在实验室小试机械放大实验阶段，后期到合作方进行中试放大以及生产方面的实验。