脱硫剂脱除 H2S 反应特性
在面临能源日益枯竭的今天，沼气作为一种可再生的生物质能，具有广泛的应用前景。由于
发酵产生沼气的原料不同，沼气的主要成分为甲烷(40% ~75%)，二氧化碳(15% ~60%)，硫化
氢(0.005% ~2%)等[1]。由于 H2S 是一种剧毒的有害气体，对管道､燃烧器和仪器仪表等有强
烈的腐蚀作用[2]，会造成严重的安全隐患，而且燃烧后产生二氧化硫，污染环境并影响人
的身体健康[3]。同时国家和行业对 H2S 在不同场合的最高浓度也做了严格的规定，其中基
于此原因，H2S 的脱除成为沼气应用过程中一个必不可少的环节，逐渐成为各方重点研究的
课题[4-7]。
干法脱硫相对操作简单，设备投资较小等优点[4，5]，其最大的特点是属于精脱硫，可
以很好地达到国家的净化标准，而且有的干法脱硫可以脱除多种有机硫。其中干法脱硫中的
氧化铁法，已经是相对传统的方法，由于其相对于活性炭､分子筛等脱硫剂价格便宜，资源
丰富，且可多次再生，从而在工业上得到了广泛应用。氧化铁脱硫再生方法操作简单，置于
阴凉通风处即可实现较好的再生。对于 Fe2O3 脱硫剂的研究多数是从一些理化性能或者实
验条件的角度去研究对脱硫剂性能的影响[8，9]。在一些改性研究中，AdibF.等[10，11]
研究发现，活性炭的表面酸碱性通过影响 H2S 的氧化产物的分布从而影响了活性炭的脱硫效
率，酸性越弱，H2S 越容易解离成 HS-､S2-离子，产生的硫的氧化物越少。借鉴活性炭中的
改性，碱溶液对其进行改性是常见的改性方式[12]。曾丹林等[13]通过酸碱改性制备了酸式
和碱式 2 种不同表面性质的 Fe2O3 脱硫剂，通过研究发现碱式脱硫剂提高了脱硫的性能。
黄飞等[14]研究了不同浓度的 KF､K3PO4 和 NaOH3 种碱性添加剂对自制的 Fe2O3 脱硫剂的脱
硫影响，在一定浓度范围内均能提高硫容。以上研究中，对 Fe2O3 脱硫剂的各种方面研究
比较细致，但均未从反应动力学和反应级数方面进行深入研究，由于这两方面可以反映出脱
硫速率的快慢，因此本文将主要从这两方面着手。同时，决定选择从碱性方面[12-15]研究，
选择 3 种碱性添加剂对 Fe2O3 脱硫剂处理后进行研究，主要从研究对比脱硫剂脱硫速率来
反映碱性溶液处理脱硫剂的效果。
1 实验部分
1.1 反应原理
合氧化铁参与了与 H2S 的反应，其反应方程式:
常温条件下脱硫后的产物与氧气接触后即可再生为 Fe2O3 脱硫剂，再生反应方程式: