硫化氢深度吸附材料的研究进展
2021-03-06于涛王运东刘作华马建修靖宇
化工学报 2021年2期
于涛,王运东,刘作华,马建修,靖宇
(1 清华大学化学工程系,化学工程联合国家重点实验室,北京100084; 2 重庆大学化学化工学院,重庆400044;
3天津绿菱气体有限公司,天津300457)
引 言
硫化氢(H2S)是一种无色、有臭鸡蛋气味的易燃有毒气体,嗅觉阈值极低,其主要产生于炼焦炉,污水处理,食品加工工业,煤炭和天然气、炼油工业[1]。硫化氢对人体危害较大,低浓度的硫化氢会引起发热、头晕、呼吸困难,高浓度的硫化氢则会导致窒息。在工业上,硫化氢的酸性和腐蚀性会对设备和管路造成严重腐蚀。同时,即使在浓度低至0.01%(体积分数,下同)的情况下,其也会导致燃料电池中的催化剂中毒失活[2]。因此如何将气体中的硫化氢杂质清洁、高效、深度脱除已成为国内外学者的研究重点。
随着社会的发展进步,越来越多的领域对工业产品的硫含量有了更高的要求。根据相关标准,半导体行业用氢含硫杂质(以H2S计)需低于10−7(体积分数,下同);低硫油气产品的总硫含量不能超过10−5;而用于生产石墨电极的低硫焦硫含量需在5×10−6以下。近几年发展迅速的新能源汽车车载燃料电池用氢的要求更高,为4×10−9[3]。基于以上要求,开发行之有效的深度脱硫技术迫在眉睫。
目前,H2S 的捕集脱除技术可分为干法和湿法两大类。干法包括吸附法、膜分离法等;湿法包括醇胺溶液吸收法、离子液体法和生物脱硫[4−5]。湿法主要用于硫含量较高、规模较大的脱硫场合,而对于百万分之一含量的深度脱硫则需要利用具有低能耗、高脱硫活性特点的干法进行。……
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