新型铁钙脱氧剂性能研究

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1、２００８年７月工业催化Ｊｕｌｙ２００８第１６卷第７期ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．１６Ｎｏ．７化肥工业与催化新型铁钙脱氧剂性能研究王天元，王国兴，张先茂，王泽（湖北省化学研究院，湖北武汉４３００７４）摘要：研制一种强度好和耐硫的铁钙脱氧剂，以保护中变催化剂。考察了不同中和剂制得的铁钙复合氧化物脱氧剂Ａ、Ｂ的强度和脱氧活性以及使用条件对脱氧性能的影响。结果表明，脱氧剂Ａ－１还原后强度好，水煤气条件下，温度≥３００℃，空速４０００ｈ，可将体积分数０．５％～１％的Ｏ２脱至－６１０×１０以下，并且耐高硫冲击。关键词：应用化学；铁钙脱氧剂；水煤气；耐高硫

2、；中变催化剂＋中图分类号：ＴＱ４２６．９４；ＴＱ１１３．２６４．３文献标识码：Ａ文章编号：１００８１１４３（２００８）０７００３６０３ＢｅｈａｖｉｏｒｓｏｆａｎｅｗｉｒｏｎｃａｌｃｉｕｍｏｘｉｄｅｓｄｅｏｘｉｄｉｚｅｒＷＡＮＧＴｉａｎｙｕａｎ，ＷＡＮＧＧｕｏｘｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＸｉａｎｍａｏ，ＷＡＮＧＺｅ（ＨｕｂｅｉＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｓｕｌｆｕｒｔｏｌｅｒａｎｔｉｒｏｎｃａｌｃｉｕｍｏｘｉｄｅｓｄｅｏｘｉｄｉｚ

3、ｅｒｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｓａｇｕａｒｄｆｏｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｈｉｆｔｃａｔａｌｙｓｔ．Ｄｅｏｘｉｄａｔｉｏｎａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｉｒｏｎｃａｌｃｉｕｍｏｘｉｄｅｓｄｅｏｘｉｄｉｚｅｒｓｐｒｅｐａｒｅｄｕｓｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇｒｅａｇｅｎｔｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ－６ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｏｘｙｇｅｎｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｇａｓｗａｓｂｒｏｕｇｈｔｄｏｗｎｔｏｌｅｓｓｔｈａｎ１０×１０（Ｖ／Ｖ）ｕ

4、ｎｄｅｒｔｈｅ－１ｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ：Ｏ２ｃｏｎｔｅｎｔｉｎｗａｔｅｒｇａｓ＝０．５％－１％（Ｖ／Ｖ），≥３００℃，ＧＨＳＶ４０００ｈ．Ｔｈｅｄｅｏｘｉｄｉｚｅｒｅｘｈｉｂｉｔｅｄｈｉｇｈｔｏｌｅｒａｎｃｅｔｏｈｉｇｈｅｒｓｕｌｆｕｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｐｐｌｉｅｄｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｉｒｏｎｃａｌｃｉｕｍｏｘｉｄｅｓｄｅｏｘｉｄｉｚｅｒ；ｗａｔｅｒｇａｓ；ｔｏｌｅｒａｎｃｅｔｏｈｉｇｈｅｒｓｕｌｆｕｒ；ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｈｉｆｔｃａｔａｌｙｓｔ＋ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：ＴＱ４２６．９４；ＴＱ１１３．２６４．３Ｄｏｃｕｍｅｎｔ

5、ｃｏｄｅ：ＡＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８１１４３（２００８）０７００３６０３煤气中的氧含量超标，使中变催化剂床层温度基于以上催化剂的不足，本文研制低成本的铁大幅度波动，催化剂经常处于反复的氧化－还原状钙脱氧剂，并对其性能进行研究。［１］态，从而强度下降造成粉化，使床层阻力增大；很１实验部分多工厂在中变催化剂使用一段时间后，因床层阻力过大，不得不将催化剂卸出，过筛后重新装填。合成１．１脱氧剂的制备气脱氧净化是优化工艺条件、维持中变催化剂正常脱氧剂制备流程见图１。采用２种不同中和使用的必要措施。剂，制得的氧化铁分别与等物质量的石灰混合，得到目前，贵金属脱氧剂成

6、本高，铜、镍和锰系等脱氧样品Ａ和Ｂ。剂脱氧效果较差，并且不耐硫；耐硫的脱氧剂有Ｆｅ／Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ－Ｍｏ／Ａｌ２Ｏ３、Ｃｏ－Ｍｏ／Ａｌ２Ｏ３、Ｃｏ－Ｍｏ／Ｍｇ－Ａｌ和Ｃｏ－Ｍｏ／Ｃ等，其中钴钼系脱氧剂成本较高，使用前要硫化，操作不当给后续工序带来麻烦，铁系脱氧催化图１脱氧剂制备流程简图剂主要从保护克劳斯催化剂的ＡＭ转化而来［２］。Ｆｉｇｕｒｅ１Ｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｏｘｉｄｉｚｅｒ收稿日期：２００８－０１－２３作者简介：王天元，１９７１年生，男，湖北省安陆市人，硕士，研究方向为工业催化。通讯联系人：王天元。２００８年第７期王天

7、元等：新型铁钙脱氧剂性能研究３７１．２性能评价从表１可以看出，还原前后样品Ａ的强度变化１．２．１强度测试不大，而样品Ｂ的强度显著降低。文献［３］表明，脱氧剂的强度以径向抗压碎力表示，其检测方ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ与不同的中和剂反应，分别得到法参照ＨＢ／Ｔ２７８２－１９９６进行。α－ＦｅＯＯＨ与γ－ＦｅＯＯＨ，失水后成为对应的氧化大连诊断设备仪器厂ＺＱＬ智能颗粒强度试验机。物。α－Ｆｅ２Ｏ３是六方晶型，γ－Ｆｅ２Ｏ３属立方晶型，１．２．２脱氧剂的活性评价还原后都得到立方晶型的Ｆｅ３Ｏ４。Ａ样品的主要晶西安泰戈分析仪器厂ＤＦＹ－ＶＣ微量氧分析仪，量型可能为γ－Ｆｅ２Ｏ

8、３，还原前后都为立方结构