1。2 治理措施
多年来,国内外的环保工作者对脱硫方法进行了大量实验与研究,目前常见的脱硫方法 很多,但总的来说可分为湿法及干法脱硫[7]。
在目前的化工生产中,脱硫技术应用最多的可以说是湿法脱硫技术了,有着成熟的研究 技术和高效的脱硫率,但也有着明显缺点:成本过高。该法的主要原理是通过某种溶剂或者 溶液来吸收其中的 H2S 气体,这同时也体现了其优点:溶剂可再生利用[8]。湿法脱硫主要适 于处理 H2S 含量高、气体量大的工艺。湿法脱硫又可以依据不同的脱硫机理而分为化学吸收
法以及物理吸收法。相比于物理吸收法而言,化学吸收法因其工艺简单、技术成熟、占地面 积小等优点而得到了更为广泛的应用。其主要原理是通过硫化氢能够与吸收剂中一个或多个 组分之间进行化学反应,从而达到去除的目的。通常用于处理浓度低、气量大的 H2S 气体, 且吸收剂多为氨水,碳酸钠和磷酸盐类。而物理吸附法则偏向于溶剂型有机溶剂吸收,主要 处理高浓度的 H2S,同时能够克服化学吸附脱附中需要加热这一不经济性的缺点。
干法脱硫是以使用粉状或颗粒状的脱硫剂为主,其最大优势是反应可以在完全干燥的状 态下进行,因而不会有腐蚀、结垢等系列问题。常常被用在处理较低含硫浓度时,虽然该法 的设备简单,但却有着较大的反应体积,导致了实际操作过程中比较麻烦,需要进行多次切 换。作为核心的干法脱硫剂,因使用条件不同而被分为常温和高温脱硫剂两种,脱硫物质主 要有锌、铜、铁等[9-12]。
而作为脱硫吸附剂的载体,目前主要有沸石和活性炭等,但此类物质的单一微孔不利于 活性物种分散及传质,易被大量覆盖直到达到饱和吸附时,脱硫效率将直线下降。介孔材料 因其具有较大的孔径,在提高活性物种分散性的同时可有效降低传质阻力,引起了广泛关注
[13, 14]。
1。3 有序介孔材料
按照国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义,多孔材料可按其孔径的大小分为三类: 其中小于 2nm 的称之为微孔(micropore),介于 2~50nm 之间的为介孔(mesopore),大于 50 nm 的为大孔(macropore)。其中有序介孔材料是以表面活性剂形成的胶束为孔道模板,利用溶胶
-凝胶工艺,通过有机物和无机物之间的界面定向导引作用组装成一类孔径在介孔范围内、分 布窄而有规则孔道结构的无机多孔材料[15]。
有序介孔材料的性能与结构介于无定形无机多孔材料(如无定形硅铝酸盐)和具有晶体结 构的无机多孔材料(如沸石分子筛)之间,它有着一些其他多孔材料所不具有的优异特性:孔 道结构的高度有序性;孔径尺寸分布单一,并且可以在很宽的范围内调控;能够具有不同的 结构和性质,也能形成不同形状的介孔;具有很好的水热稳定性以及热稳定性;无机组分的 多样性;高比表面积和高孔隙率等。
有序介孔材料主要包括以硅酸盐和硅铝酸盐为主的硅系介孔材料和以碳、过渡金属氧化 物为主的其它介孔材料。与硅系介孔材料相比,介孔碳因为其特有的结构与组成、高的比表 面面积以及较窄的孔径分布有望为介孔材料开辟新的应用领域,人们对其重视程度与日俱增。
有序介孔碳材料是新兴的一种有序介孔材料,它具有比较高的比表面积和吸附容量,作 为吸附材料中可以分离重金属离子、生物大分子以及有机大分子,有序介孔碳材料在吸附性
能上的表现是十分突出的;此外其规整的孔道及窄的孔径分布,使它具备作为良好的环境净 化材料的特质,有望在吸附废气,净化水质和降解有机废物等方面发挥重要作用[16]。