硫化氢是一种有臭鸡蛋气味且无色的剧毒性气体，对人的的眼睛、中枢神经及呼吸系统具有损害，高浓度的H2S能够致人死亡.[1]H2S普遍存在于石油、天然气开采提炼、采矿等工业生产过程中以及自然界.硫化氢燃烧后产生的废气是二氧化硫，排放入大气后严重污染大气环境，给人类带来更为严重的危害.因此，对硫化氢的脱除成为学术界的研究热点.硫化氢治理技术包括：干法治理技术，湿法治理技术，克劳斯法以及生物脱硫法.目前，吸附法是干法脱硫中最常用的一种脱硫方法，[2]吸附法脱硫是利用多孔介质的高吸附性能，将硫化氢吸收并催化氧化成硫单质的一种脱硫技术，主要吸附剂有活性炭[3]、硅藻土、分子筛和凹凸棒等非金属矿物，其优点是工艺简单、环境污染小，再生性能强以及良好的吸附性能.

那条路我在脑海里演练过千万遍，最后逼得自己将它打包扔到记忆的角落里，任它蒙上灰染上尘，既然已经崩盘了，我还能怎么办？

课题旨在研究制备以凹凸棒为载体，氧化铁为活性组分的脱硫剂.氧化铁是一种常温常压下粗脱H2S效果较好的脱硫剂，而凹凸棒是一种吸附性能较好的天然非金属矿物，若将氧化铁负载到凹凸棒上制得脱硫剂并应用于脱除硫化氢，不仅可以节约成本，还可以提高脱硫剂的脱硫活性和再生稳定性[4].另外氧化铁脱硫剂与H2S反应速度快，硫容高，资源丰富、价格低廉，在经济上比其它金属氧化物更具优势[5]，因此应用非常广泛.

1 实验部分

1.1 主要材料与仪器

凹凸棒（江苏九川公司，工业级），硝酸铁（天津市凯信化学工业有限公司，分析纯）.XZL-6马弗炉（北京科工委热电有限公司），DF-101S集热式恒温加热搅拌器（郑州市亚荣仪器有限公司）.

1.5.4 安全性评价 安全性指标：①不良事件/反应发生率，用药后随时观察；②一般体检项目，包括体温、心率、呼吸、血压等。③血常规、尿常规、心电图和肝功能、肾功能。以临床不良反应发生率为主要安全性评价指标。药物的临床不良事件与试验药物因果关系判断采用卫生部1994年标准［9］。

1.2 吸附剂的制备

由表3中极差Rj可知，各因素影响凹凸棒负载氧化铁脱硫剂脱除硫化氢效果的顺序为：m （凹凸棒）：m（Fe（NO3）3）＞焙烧时间＞焙烧温度＞浸渍时间.最佳的实验条件是A2B1C1D1， 即：m （凹凸棒）:m（Fe（NO3）3）=1，焙烧时间为 2h，焙烧温度为 450℃，浸渍时间为4h.按最佳工艺再现实验，其平均最大硫容为15.08%.

1.3 硫化氢脱除工艺流程

要多渠道吸引优秀人才投身于贫困地区职业农民教育事业；积极加强“双师型”培训师资队伍建设，选择兼具农业专业知识与农业生产技术技能的“土专家”“土秀才”，成立“讲师团”，对贫困农民能够进行田间地头式的指导，面对面讲授诸如作物病虫害防治、田间管理、科学施肥等农业知识，传授农业生产技术，答疑解惑，交流经验。

1.4 检测方法和评价指标

实验采用多次测量固体反应塔质量来检测脱硫剂的穿透程度.采用最大硫容作为脱硫剂的性能评价指标，其计算公式为：

实验以制备凹凸棒负载氧化铁脱硫剂时所需的焙烧温度、焙烧时间、浸渍时间以及m（凹凸棒）:m（Fe（NO3）3）为影响因素，以最大硫容作为脱硫性能评价指标，选用L9（34）正交表进行实验.正交因素水平见表2，实验结果见表3.

王树林有些错愕地看着辛娜，他对发生在春天夜晚的见面是抱有某种憧憬的，这憧憬犹如窗外树梢间的芽苞，料峭春寒中依旧生萌，如果说辛娜约了一同吃饭的电话是寒意中的细雨，那么，这憧憬的芽苞就生萌在王树林的心尖，即使细密地集中浇淋，也让王树林有了极寒之后的回暖感。毕竟，眼下是春季了。

2 结果与讨论

2.1 不同负载金属化合物的影响

分别称取硝酸铁、硝酸锌、硝酸钡、硝酸铜、硝酸铝各12g，配置成一定体积的溶液，往其各加入12g的凹凸棒混合，搅拌5h后使活性组分负载到凹凸棒载体上后置于105℃烘箱中烘干.将烘干后的物质取出研磨成40目的粉末后放入马弗炉中，400℃焙烧3h，取出后置于干燥器中冷却至室温，得到含有不同活性组分的脱硫剂，对硫化氢气体进行脱除实验，实验结果见表1.

称取一定量的硫化亚铁颗粒，由启普发生器上的气体出口加入，加入20%的盐酸溶液，关闭活塞，再称取一定量上述制得的脱硫剂并填装到固定床反应塔中，记录其质量.通过活塞控制H2S气体的产生，使H2S气体进入装有脱硫剂的固定床反应塔中，在通风橱进行硫化氢的脱除实验.

表1 金属化合物对最大硫容的影响

金属化合物凹凸棒原土 Fe（NO3）2Zn（NO3）2Ba（NO3）2Cu（NO3）2Al（NO3）3 S/% 3.95 11.23 10.07 5.05 5.28 5.96

改变浸渍温度，研究浸渍温度对硫化氢脱除效果的影响，实验结果见表4.

2.2 正交实验结果与讨论

1)船舶到达率(单位时间到达航道入口的航道数量)是描述航道入口处船舶到达频率的一项参数，船舶到达率越大，航道内船舶密度越高，船舶发生减速的可能性会提升。

（1）式中，S为最大硫容，A为脱硫前脱硫剂的质量，B为脱硫剂吸附H2S后的质量.

首先称取12g的凹凸棒土，再按比例称取相应质量的硝酸铁，取一定量的蒸馏水置于烧杯中配制成硝酸铁溶液，加入凹凸棒，用Na2CO3溶液调至pH值为6～7，在一定温度下电动搅拌浸渍，使其能够充分接触，搅拌完毕后置于烘箱中于105℃下烘干.将烘干后的混合物取出将其研磨成40目的粉末后放入坩埚并转移至马弗炉中，一定温度下进行焙烧活化处理，焙烧完毕后将混合物取出放入干燥器内冷却至室温，制得负载型氧化铁脱硫剂成品，密封保存以备用.

表2 正交因素水平

A B C D水平m（凹凸棒）:m（Fe（NO3）3）1 400 2 4 1:1 2 450 4 5 1.5:1 3 500 6 6 2:1焙烧温度/℃焙烧时间/h浸渍时间/h

表3 正交实验结果

m（凹凸棒）:m（Fe（NO3）3）1 1 1 1 1 14.71 2 1 2 2 2 11.64 3 1 3 3 3 9.12 4 2 1 2 3 11.43 5 2 2 3 1 14.31 6 2 3 1 2 9.97 7 3 1 3 2 10.21 8 3 2 1 3 9.94 9 3 3 2 1 9.40Ⅰj 11.82 12.12 11.54 12.81 A2B1C1D1序号焙烧温度/℃A B C D 最大硫容/%焙烧时间/h浸渍时间/hⅡj 11.90 11.96 10.82 10.61Ⅲj 9.85 9.50 11.21 10.16 Rj 2.05 2.62 0.72 2.65

2.3 浸渍温度对硫化氢脱除的影响

由表1可知，未处理的凹凸棒原土脱硫效果最差，利用凹凸棒石负载金属氧化物制得的脱硫剂脱硫效果明显优于单纯载体，其中铁基脱硫剂脱除硫化氢效果最好.这是因为硝酸铁经过焙烧后生成了活性组分氧化铁并负载在凹凸棒表面，在该脱硫过程中除了物理吸收外，硫化氢更多的与氧化铁发生化学反应，即由单纯的物理吸附转变为物理吸附和化学反应协同过程，因此脱硫效果提升.

表4 浸渍温度对脱除硫化氢的影响

浸渍温度/℃ 20 35 50 65 80最大硫容/% 11.09 12.48 13.27 15.83 17.64

由表4可知，随着浸渍温度的升高，其最大硫容不断增大.这是因为，当浸渍温度较低时，离子具有的能量低，不利于传质过程，使得硝酸铁和凹凸棒土结合不充分，分散不均匀；随着浸渍温度的增加，加快了硝酸铁往载体孔道内的迁移速度，有利于硝酸铁在凹凸棒土表面的分散和孔内深入.当浸渍温度在80℃时，其最大硫容为17.64%.考虑到安全性，经济性和可操作性等因素，实验浸渍温度为80℃.

2.4 脱硫剂再生工艺

凹凸棒负载氧化铁脱硫剂在脱硫前呈现黄色，在脱硫过程中变成黑色.脱硫后的脱硫剂置于空气中，发现其外观颜色大部分又恢复，说明其有一定的再生能力.分别将脱硫后的脱硫剂置于空气中自体再生和置于50℃烘箱中鼓风再生一定时间后，使用再生后的脱硫剂进行硫化氢脱除实验，并采用再生率（R）评价其再生性能.其计算公式为：

（2）式中，R为再生率/%，S为脱硫剂的初始最大硫容/%，S1为脱硫剂第一次再生后的最大硫容／%.再生实验的结果见表5.

表5 脱硫剂再生性能分析结果

再生方法 初始最大硫容/%再生后最大硫容/% 再生率/%自体再生 17.64 10.36 58.73鼓风再生（50℃） 17.64 12.13 68.76

由表5可知，分别对脱硫后的脱硫剂进行自体和鼓风再生，再生后的脱硫剂对H2S进行脱除，自体再生后的脱硫剂最大硫容为10.36%，鼓风再生后的脱硫剂最大硫容为12.13%，再生率分别为58.73%和68.76%，说明所制备的脱硫剂具有简单的再生工艺和良好的再生性能.

3 结论

以凹凸棒石为载体，采用浸渍法负载氧化铁制备了脱硫剂，对硫化氢气体进行了脱除实验.通过正交和单因素实验确定了脱硫剂的最佳制备工艺条件，并对脱硫后的脱硫剂进行再生.凹凸棒负载氧化铁脱硫剂的最佳制备工艺条件：焙烧温度450℃、焙烧时间2h、浸渍时间4h、浸渍温度80℃、m（凹凸棒）：m（Fe（NO3）3）=1:1，制得的脱硫剂能够使高浓度硫化氢的最大硫容达17.64%.该脱硫剂的自体再生后的脱硫剂最大硫容为10.36%，鼓风再生后的脱硫剂最大硫容为12.13%.由实验结果可以看出凹凸棒石基氧化铁在硫化氢的脱除中有着较明显的效果.对该脱硫剂的制备经济成本低，环境污染小，再生性能好，是一种应用比较广泛的环保高效新型脱硫剂，其研究意义大，有待进一步去研究和应用.

参考文献:

[1]钱红辉.氧化铁脱硫剂的制备、改性及回收利用研究[D].武汉科技大学，2010.

[2]王剑，张晓萍，李恩田，等.天然气脱硫技术研究现状与发展趋势[J].常州大学学报（自然科学版），2013,25（3）：88-92.

[3]刘孝坤，刘永军.活性炭的改性条件及其对硫化氢吸附性能的影响[J].化工进展,2012，31（3）：676-680.

[4]陈天虎，王健，庆承松，等.热处理对凹凸棒石结构、形貌和表面性质的影响 [J].硅酸盐学报,2006,34（11）：1406-1410.

[5]李澜，赵秋萍，陈俊伊，等.负载氧化铁凹凸棒石脱硫剂的制备及再生工艺[J].石油学报（石油加工），2013，29（3）：487-493.