活性炭脱硫剂是最早使用的干法脱硫剂之一,至今已有70多年的使用历史.早先的活性炭脱硫技术设备庞大,再生和硫回收过程较复杂,操作烦锁.在20世纪50年代逐渐被湿法所取代.近年来由于再生方法得以改进和简化,又开发了精脱硫用的活性炭脱硫剂和常温精脱硫技术,有不少中、小型合成氨厂、尿素厂、联醇生产厂利用活性炭脱硫剂干法脱除原料气中的 及部分有机硫.此法具有硫容大,适应性强,操作温度低,并可再生反复使用且能回收硫磺等优点,而且活性炭脱硫剂的价格比较便宜.但活性炭脱硫剂仅限于有氧的情况,无氧时吸硫能力很低.就耐水性而言,活性炭脱硫剂优于氧化铁脱硫剂. 脱硫机理活性炭脱硫机理是利用活性炭表面活性基团的催化作用加速气体中的H2S和O2发生下述反应: 2H2S+ O2 →2H2O+2S ΔH= -434.3kJ/mol H2S与O2在活性炭表面的反应实际上分两步进行,首先是活性炭表面吸附氧,形成活性中心的表面氧化物,然后气体中的H2S分子与化学吸附的氧发生反应,生成的硫磺沉积在活性炭发灰的微孔中.为了加速反应的进行,提高脱硫效果,实际O2/H2S之比需大于理论值0.5,其比值以大于3为好. 活性炭脱硫剂可能过浸渍法引入活性金属如铜、碱金属划碱土金属等,以改性提高其催化活性. 活性炭粗脱硫剂可以处理较高含量的硫,但出口气仍含20～30µg/g的硫.使用空速低,装填量大,再生频繁.如某小型氨厂在常压、33℃、195 h-1的操作条件下净化硫(H2S)含量为1.72 g/m3的半水煤气,硫可脱至54mg/m3.每吨氨耗活性炭0.63kg,氨0.25kg,蒸气62kg,再生周期为26天. T101型、T102型、T103型活性炭精脱硫剂其硫容为活性炭粗脱硫剂的4～6倍.T103型为食品级二氧化碳专用精脱硫剂,对有机硫也有一定的硫容,可在60～80℃使用. 计算表明在30℃下, H2S在活性炭脱硫剂上氧化的平衡常数比在氧化锌脱硫剂上的脱硫反应平衡常数要大得多,而从表5-25可知其H2S的平衡浓度却要低10-17左右.T101型活性炭脱硫剂的动力学特征也证实了这一点.从表5-26可以明显地看到,代表工业生产时有内扩散情况的活性炭精脱硫剂原粒度的工作硫容比氧化锌脱硫剂的高出3倍,其穿透空速高出2倍.T101型脱硫剂的硫容和精度优于常温氧化锌, 制备方法活性炭脱硫剂有两种:一种是用于粗脱硫的普通活性炭脱硫剂,还有一种是用于精脱硫的改性活性炭脱硫剂.前者常以煤为原料,以焦油为胶粘剂挤条成型后经炭化处理,再用水蒸气活化,经筛分后制成.后者常选用已成型的活性炭,用活性炭金属盐容液等浸渍后,再经干燥、焙烧和过筛后制得.如在活性炭上涂渍上乙醇胺等可以使活性炭得以改性,能脱除大部分的有机硫醚.